24串高邊BMS芯片！DVC1124測評：超精簡、高集成、雙ADC、全保護機制，高性價比解決方案

星球測評 04-30 14:34 273 閱讀 1 贊 2 收藏 0 評論

一、引言

在電池管理系統(tǒng)（BMS）設計中，高邊驅動架構因其安全性、靈活性和低損耗特性，正逐漸成為行業(yè)新寵。南京集澈電子的DVC1124作為一款4-24串電池組監(jiān)控芯片，集成了高邊NFET驅動、電荷泵、雙ADC、硬件保護等先進功能，能大幅簡化BMS設計。但實際表現(xiàn)如何？

本文將通過實測數(shù)據(jù)，驗證DVC1124芯片在DEMO板上的性能表現(xiàn)，包括電壓、電流采集精度情況、MOS開關時間、短路保護、低功耗等方面，為后續(xù)應用提供參考，同時開源DEMO全部文檔資料（詳細的PCB、原理圖、例程代碼、BOM清單等），拿來即用。

二、樣機介紹

1.公布參數(shù)

全集成高邊驅動（無需外置隔離）

內置電荷泵（VCP=6-12V）直接驅動高邊NFET，支持充放電MOSFET控制（DSG/CHG引腳），支持源隨模式（休眠時僅耗電8μA）。

雙ADC同步采樣（電壓+電流）

獨立VADC（電池電壓）和CADC（電流），避免采樣沖突。電壓精度：±5mV誤差（0.3-5.0V量程，100μV/bit分辨率，P7）。電流精度：CC1模式5μV/bit（±150mV量程），CC2模式0.3125μV/bit（P7）。

硬件級保護（無MCU依賴）

過壓、欠壓、兩級過流、短路保護均由硬件觸發(fā)。短路保護（SCD）響應時間≤60μs（閾值10-630mV可調，P18）。支持休眠模式下OCD2/OCC2保護（P12）。

超低功耗設計

3種模式靈活切換，LDO支持外部MCU供電。

正常模式：270μA（含VADC/CADC運行）。

休眠模式：60μA（保留FET驅動和二級保護）。

靈活均衡管理

奇偶交替均衡策略，避免相鄰電芯同時放電。

均衡電流≤25mA（片內MOS）或可外擴NPN（P20）。

均衡時間同步于CADC周期（256ms固定，P13）。

2.原理圖

圖片清晰度問題，請在文末獲取。

三樣機實測

1.高邊驅動測試

| 測試方法

在24串鋰電池組（78.3V）下設置VCP 12V，用儀器助手記錄MOS管VGS驅動電壓。

| 測試結果

MOS管VGS驅動電壓穩(wěn)定為12.3V。

參數(shù)設置

儀器助手采集數(shù)據(jù)

| 測試結論

DVC1124 內置電荷泵在 78.3V 輸入條件下，實測驅動 MOSFET VGS = 12.3V，滿足高邊MOS 完全導通，VGS驅動電壓穩(wěn)定有12.3V 可確保MOS低導通電阻，減少高邊MOSFET損耗。

2.電池電壓測量精度測試

| 測試方法

輸入電池組采用電阻分壓模擬24串方式，每個電池電壓3.70V，總輸入電壓88.8V，通過上位機讀取芯片采集到的單節(jié)電池電壓，記錄DVC1124芯片上位機讀取的單節(jié)電池電壓和實際電壓的區(qū)別。

| 測試結果

測量實際電壓第一節(jié)電池到第24節(jié)電池，電壓為3.701V。DVC1124芯片上位機讀取電壓為3.693V-3.706V，誤差≤0.3%，電壓測量精度表現(xiàn)出色。

實測數(shù)據(jù)

參數(shù)設置

儀器助手采集數(shù)據(jù)

| 測試結論

DVC1124 在 24串電池組（88.8V總壓）條件下，單節(jié)電池電壓測量誤差 ≤0.3%，完全滿足高精度BMS應用需求。

3.電池電流測量精度測試

| 測試方法

輸入電池組采用電阻分壓模擬24串方式，電流采樣電阻使用0.25毫歐，總輸入電壓88.8V，分別帶載1A/2A/5A/10A，記錄實際電流值和DVC1124芯片上位機讀取的電流值。

| 測試結果

1A電流

芯片上位機讀取的電流值1.223A-1.252A，實際電流1.000A。

2A電流

芯片上位機讀取的電流值2.087-2.128A，實際電流2.000A。

5A電流

芯片上位機讀取的電流值4.728-4.759A，實際電流4.995A。

10A電流

芯片上位機讀取的電流值9.147-9.129A，實際電流9.993A。

實測數(shù)據(jù)

參數(shù)設置

儀器助手采集數(shù)據(jù)

| 測試結論

DVC1124在0.25mΩ采樣電阻條件下，電流測量呈現(xiàn)顯著誤差（10A時誤差達8.6%），必須進行校準才能滿足實際應用需求。測試數(shù)據(jù)顯示非線性誤差特征，小電流時偏大，大電流時偏小。

| 優(yōu)化建議

硬件層面

更換為更高精度采樣電阻（推薦0.5mΩ或者更大±1%合金電阻）

優(yōu)化采樣走線（Kelvin連接方式）

增加溫度補償電路

軟件層面

執(zhí)行兩點校準（零點+滿量程）

建立誤差補償曲線（實測數(shù)據(jù)表明誤差非線性）

啟用CC2模式（256ms濾波周期）提升穩(wěn)定性

校準后預期

通過校準可將誤差控制在：小電流（<5A）：±1%；大電流（≥5A）：±2%

4.過壓保護 COV

| 測試方法

DEMO板上用電阻分壓模擬24串電池，設置3.9V充電過壓保護，使用94V的穩(wěn)壓源對模擬24串電池組充電，用電子負載機恒壓模式，從92V恒壓逐漸上升到94V，記錄任意一節(jié)電池電壓達到3.9V時是否進入過壓保護，充電電流下降到零。

| 測試結果

電壓達到3.9V過壓保護閥值，DVC1124芯片快速關斷充電，充電電流下降到零，進入了充電截止狀態(tài)。

實測數(shù)據(jù)

參數(shù)設置

儀器助手采集數(shù)據(jù)

| 測試結論

DVC1124過壓保護功能表現(xiàn)完全符合設計預期，在任意單節(jié)電池電壓達到3.9V閾值時，芯片快速切斷充電回路，保護響應精準可靠。

5.過流保護 OCC

| 測試方法

設置DVC1124芯片10A（0.25毫歐電阻對應2.5mV）過流保護閥值，使用電子負載機，電流調到10A時，記錄過流保護是否觸發(fā)。

| 測試結果

放電電流達到10A過流保護閥值，放電輸出截止，DVC1124芯片進入保護狀態(tài)。

實測數(shù)據(jù)

參數(shù)設置

儀器助手采集數(shù)據(jù)

| 測試結論

DVC1124提供精確可調的過流保護，滿足高可靠BMS需求。

6.欠壓保護 CLV

| 測試方法

DEMO板上用電阻分壓模擬24串電池，總電池電壓49V，設置單節(jié)電池2V放電欠壓保護，用電子負載機恒壓模式，逐步降低電池總電壓到48V，記錄欠壓保護是否觸發(fā)。

| 測試結果

單節(jié)電池電壓達到欠壓保護閥值，DVC1124芯片進入欠壓保護狀態(tài)，放電截止，放電電流零。

實測數(shù)據(jù)

放電電流達到10A過流保護閥值，放電輸出截止，DVC1124芯片進入保護狀態(tài)。

參數(shù)測試

儀器助手采集數(shù)據(jù)

| 測試結論

DVC1124欠壓保護可靠，閾值和延時均可靈活配置，有效防止電池過放，適合各類鋰電池保護應用。

7.短路保護 SCD

| 測試方法

使用搭建的24串電池模擬板，在B+/B-端接入大容量電容，上位機設置80A（20mV）短路電流并短接P+/P-，實時記錄短路保護響應。

| 測試結果

短路保護及時，放電MOS關斷時間約3uS，釋放短路保護標志后Demo板正常工作，所有器件沒有損壞。

實測數(shù)據(jù)

參數(shù)設置

儀器助手采集數(shù)據(jù)

| 測試結論

DVC1124具備優(yōu)異的短路保護性能，響應快速可靠，功率器件保護完好，可有效觸發(fā)短路保護功能，可滿足儲能系統(tǒng)等高安全性應用場景的嚴苛要求。

8.低功耗測試

| 測試方法

測量正常模式、休眠模式下的整板功耗。

| 測試結果

正常模式功耗162mA~192mA，休眠模式功耗91uA~101uA。

實測數(shù)據(jù)

| 測試結論

DVC1124在功耗控制方面表現(xiàn)優(yōu)異，實測休眠模式功耗僅91-101μA，較數(shù)據(jù)手冊標稱值（60μA）略高，但仍在合理范圍；規(guī)格描述的可能只是芯片的，但是demo板上還有其它器件的影響，正常模式功耗162-192mA，主要取決于外設負載情況。

DVC112 方案亮點

高邊驅動架構：高邊驅動 → 簡化PCB布局，降低BOM成本

直接驅動高邊NFET，支持熱插拔/亂序上電

電荷泵輸出12V，滿足MOS理想驅動電壓

高達24串電池全棧支持：24串支持→ 直接替代多顆級聯(lián)芯片，減少開發(fā)復雜度

單芯片支持4-24串，覆蓋18V/48V/72V/100V電池組

132V耐壓設計，電池采樣引腳抗浪涌能力強

雙ADC獨立采樣：雙ADC → 充放電時電壓/電流同步監(jiān)測，避免采樣偏差

電壓ADC（16位）：單節(jié)精度±5mV，支持24串同步檢測

電流ADC（20位CC2模式）：0.3125μV/bit，庫侖計誤差<0.1%

硬件級保護：關鍵故障無需MCU干預，系統(tǒng)更安全

短路、過壓、欠壓、過流等保護可快速響應

兩級過流保護（OCC/OCD）+過壓/欠壓（COV/CUV）全集成

超低功耗設計：低功耗 → 電動兩輪車/儲能設備續(xù)航提升

休眠模式低功耗，支持定時/電流/GPIO喚醒

3.3V/50mA LDO輸出，可維持MCU待機運行

四測試儀器

本次測試過程中所使用的測試儀器如下：

艾德克斯直流電源

普源DS1104Z示波器是一款高性能的數(shù)字存儲示波器，具備100 MHz帶寬、1 GSa/s采樣率和四個輸入通道，適合進行精確的電子信號分析。它擁有高分辨率的顯示屏、多種觸發(fā)模式以及豐富的數(shù)學運算和測量功能。

艾德克斯負載機

IT8904A是一款高性能直流可編程電子負載，支持4kW功率和八種工作模式，具備高精度測量、動態(tài)測試、OCP/OPP保護測試及電池放電功能，適用于電源、充電樁等測試場景，并可通過并機擴展功率，提供RS232、USB、LAN等多種通信接口。

儀器助手功率采集器/溫度采集器

這是一款儀器助手推出的功率采集器/溫度采集器，用于采集直流和交流電壓、電流、功率、PF值、頻率、溫度，還有無線通訊功能，可以和電腦進行連接，電腦端軟件能幫助工程師實現(xiàn)各種測試數(shù)據(jù)分析，溫度曲線、轉換效率、充放電曲線，電流曲線，功率曲線，電壓曲線等功能，是電子工程師的理想測試工具。