DVC1110-22

4 串至 10 串电池组监控芯片 DVC1110-2 数据手册 特点 描述 ◼ DVC1110-2（以下简称 DVC1110）是一款采 用车规级高压 BCD 工艺设计的多串电池组监控芯 片，适用于总电压不超过 50V 的电池包。 DVC1110 在正常模式下，VADC 可以在 24ms 内完成 10 串电池电压和 6 个热敏电阻温度测 量；CADC 集成了 2 个滤波器 CC1 和 CC2，分别 4ms 和 256ms 输出一次电流测量值。 DVC1110 在休眠模式下，3.3V LDO 可以开启 支持外部 MCU 等系统持续工作，高边充电和放 电 NFET 驱动可以开启使电池组处于待机状态， 同时第 2 级充/放电过流保护和放电短路保护可以 在充/放电电流异常时立即关闭充/放电驱动，保 持电池组功能安全。 DVC1110 在休眠模式下，既支持 I2C 通信被 动唤醒功能，也支持定时唤醒、充/放电电流检测 唤醒、第 2 级充/放电过流唤醒、放电短路唤醒和 充电器检测等主动唤醒功能。 ◼ ◼ ◼ ◼ 典型应用 PACK+ C10 C9 SCL MCU DVC1110 C2 SDA C1 C0 PACK- 联系方式 公司名称：南京集澈电子科技有限公司 宜矽源半导体南京有限公司 公司网址：http://www.easypowerinc.com 技术支持：fae@devechip.com 电动工具 便携储能 不间断电源系统(UPS) 18V，24V，36V 磷酸铁锂/三元锂/钛酸锂/纳 离子等电池组 南京集澈电子科技有限公司 宜矽源半导体南京有限公司 V3P3 C8 应用 ◼ ◼ ◼ ◼ DSG ◼ SRP ◼ ◼ CHG ◼ SRN ◼ ◼ 集成电荷泵，支持高边充电和放电 NFET 驱 动 集成高边预充电和预放电 PFET 驱动 两个独立的 ADC ⚫ 支持电压和电流同时采样 ⚫ 高精度电池电压测量 ⚫ 高精度库仑计 ⚫ 支持内部传感器和最多 6 个外部热敏电 阻进行温度测量 电池采样引脚具有 132V 耐压，支持乱序上 电及热插拨 集成电池被动均衡驱动器 集成多种硬件保护 ⚫ 电池过压保护(COV) ⚫ 电池欠压保护(CUV) ⚫ 两级充电过流保护(OCC1/OCC2) ⚫ 两级放电过流保护(OCD1/OCD2) ⚫ 放电短路保护(SCD) 3 种电源模式(典型值) ⚫ 正常模式：~270μA ⚫ 休眠模式：~60μA ⚫ 关机模式：~1μA 支持多种休眠模式唤醒功能 ⚫ I2C 通信唤醒 ⚫ 定时唤醒 ⚫ 充/放电流检测唤醒 ⚫ 第 2 级充/放电过流唤醒 ⚫ 放电短路唤醒 ⚫ 充电器检测唤醒 3.3V/50mA LDO 供外部系统使用 100kHz I2C 通信接口，支持 CRC 校验和从机 地址硬线配置 LQFP48(7mm×7mm)封装 1.1 1 / 29 DVC1110-2 数据手册 4 串至 10 串电池组监控芯片 特点 .......................................................................... 1 应用 .......................................................................... 1 描述 .......................................................................... 1 典型应用 .................................................................. 1 联系方式 .................................................................. 1 引脚配置 .................................................................. 3 引脚功能 .................................................................. 3 绝对最大额定值 ...................................................... 5 推荐工作条件 .......................................................... 6 电气特性 .................................................................. 7 系统框图 ................................................................ 11 功能模式 ................................................................ 12 关机模式 ........................................................ 12 休眠模式 ........................................................ 12 正常模式 ........................................................ 12 测量系统 ................................................................ 13 电流测量 ........................................................ 13 CADC 测量周期 ...................................... 13 CADC 输入量程与分辨率 ...................... 13 电压测量 ........................................................ 13 VADC 测量周期 ...................................... 13 VADC 轮询模式 ...................................... 13 电池电压量程和分辨率 ........................ 14 C10、PACK 和 LOAD 电压量程和分辨率 ................................................................ 14 I2C 看门狗定时器 ........................................... 19 管理系统 ................................................................ 20 电池均衡管理 ................................................ 20 电池内部 MOS 均衡 .............................. 20 电池外部 NPN 均衡 ............................... 20 电池奇偶交替均衡 ................................ 20 电池均衡定时器 .................................... 20 放电管理 ........................................................ 21 电荷泵 .................................................... 21 高边放电驱动 ........................................ 21 高边预放电驱动 .................................... 21 高边负载检测 ........................................ 21 低边放电驱动 ........................................ 21 低边预放电驱动 .................................... 21 放电硬线控制 ........................................ 21 充电管理 ........................................................ 21 高边充电驱动 ........................................ 21 高边预充电驱动 .................................... 22 高边充电器检测 .................................... 22 低边充电驱动 ........................................ 22 低边预充电驱动 .................................... 22 充电硬线控制 ........................................ 22 通信系统 ................................................................ 23 I2C 串行接口................................................... 23 I2C 总线协议 ........................................... 23 I2C 从机地址 ........................................... 23 CRC8 校验 ............................................... 23 I2C 寄存器地址 ....................................... 23 I2C 写操作............................................... 23 I2C 读操作............................................... 23 I2C 总线超时定时器 ............................... 24 中断控制器 .................................................... 24 应用和实施 ............................................................ 25 敷形涂层 ........................................................ 25 未使用引脚 .................................................... 25 推荐布局 ........................................................ 26 应用框图 ................................................................ 27 封装规格 ................................................................ 28 LQFP48(7mm×7mm) ....................................... 28 订购信息 ................................................................ 29 修订历史记录 ........................................................ 29 V1P8 电压量程和分辨率 ....................... 14 GP 模拟电压量程和分辨率 ................... 14 电池采样接线方式 ................................ 15 电池采样断线检测 ................................ 15 温度测量 ........................................................ 15 芯片内核温度 ........................................ 15 热敏电阻温度 ........................................ 15 保护系统 ................................................................ 17 电池电压保护 ................................................ 17 电池过压保护(COV) ............................... 17 电池欠压保护(CUV) ............................... 17 充/放电电流保护 ........................................... 17 第 1 级放电过流保护(OCD1) ................. 17 第 1 级充电过流保护(OCC1) ................. 18 第 2 级放电过流保护(OCD2) ................. 18 第 2 级充电过流保护(OCC2) ................. 18 放电短路保护(SCD) ............................... 18 2 / 29 1.1 南京集澈电子科技有限公司 宜矽源半导体南京有限公司 4 串至 10 串电池组监控芯片 DVC1110-2 数据手册 VTOP VCP CHG DSG PACK PCHG PDSG LOAD VBASE VREG SCL SDA 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 引脚配置 NC14 1 36 V3P3 NC13 2 35 V1P8 C10 3 34 GP1 NC12 4 33 GP2 NC11 5 32 GP3 C9 6 31 GP4 NC10 7 30 GP5 NC9 8 29 GP6 C8 9 28 VSS NC8 10 27 SRP NC7 11 26 SRN C7 12 25 C0 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 NC6 NC5 C6 NC4 NC3 C5 NC2 NC1 C4 C3 C2 C1 DVC1110 LQFP48 顶视图 引脚功能 引脚 名称 类型 描述 1 NC14 - 此引脚未连接到芯片 2 NC13 - 此引脚未连接到芯片 3 C10 I 电池采样输入，连接到第 10 串电池的正极 4 NC12 - 此引脚未连接到芯片 5 NC11 - 此引脚未连接到芯片 6 C9 I 电池采样输入，连接到第 9 串电池的正极 7 NC10 - 此引脚未连接到芯片 8 NC9 - 此引脚未连接到芯片 9 C8 I 电池采样输入，连接到第 8 串电池的正极 10 NC8 - 此引脚未连接到芯片 11 NC7 - 此引脚未连接到芯片 12 C7 I 电池采样输入，连接到第 7 串电池的正极 13 NC6 - 此引脚未连接到芯片 南京集澈电子科技有限公司 宜矽源半导体南京有限公司 1.1 3 / 29 DVC1110-2 数据手册 4 串至 10 串电池组监控芯片 引脚 名称 类型 描述 14 NC5 - 此引脚未连接到芯片 15 C6 I 电池采样输入，连接到第 6 串电池的正极 16 NC4 - 此引脚未连接到芯片 17 NC3 - 此引脚未连接到芯片 18 C5 I 电池采样输入，连接到第 5 串电池的正极 19 NC2 - 此引脚未连接到芯片 20 NC1 - 此引脚未连接到芯片 21 C4 I 电池采样输入，连接到第 4 串电池的正极 22 C3 I 电池采样输入，连接到第 3 串电池的正极 23 C2 I 电池采样输入，连接到第 2 串电池的正极 24 C1 I 电池采样输入，连接到第 1 串电池的正极 25 C0 I 电池采样输入，连接到第 1 串电池的负极 26 SRN I 电流采样负极输入，连接到采样电阻负端(靠近 VSS) 27 SRP I 电流采样正极输入，连接到采样电阻正端 28 VSS S 地，连接到第 1 串电池的负极 29 GP6 I/O 热敏电阻输入、模拟电压输入、低边放电驱动输出、中断输出 30 GP5 I/O 热敏电阻输入、模拟电压输入、低边充电驱动输出、中断输出 31 GP4 I/O 热敏电阻输入、模拟电压输入、放电硬线控制输入 32 GP3 I/O 热敏电阻输入、模拟电压输入、低边预充电驱动输出、中断输出 33 GP2 I/O 热敏电阻输入、模拟电压输入、低边预放电驱动输出、中断输出 34 GP1 I/O 热敏电阻输入、模拟电压输入、充电硬线控制输入 35 V1P8 O 1.8V 电源输出，需在靠近芯片引脚位置通过 1μF 电容连接到 VSS 36 V3P3 O 3.3V 电源输出，需在靠近芯片引脚位置通过 1μF 电容连接到 VSS 37 SDA I/O I2C 通信总线数据输入/输出 38 SCL I I2C 通信总线时钟输入 39 VREG S 5V 电源输入，需在靠近芯片引脚位置通过 1μF 电容连接到 VSS 40 VBASE O 41 LOAD I/O 负载检测引脚 42 PDSG O 高边预放电驱动输出 43 PCHG O 高边预充电驱动输出 44 PACK I 充电器检测引脚 45 DSG O 高边放电驱动输出 46 CHG O 高边充电驱动输出 47 VCP O 电荷泵输出，需在靠近芯片引脚位置通过 2.2μF 电容连接到 VTOP 48 VTOP S 电源输入，连接到电池组正极，需在靠近芯片引脚位置通过 1μF 电容连接到 VSS NPN 预稳压器基极驱动电压输出，需在靠近芯片引脚位置通过 1μF 电容连接到 VSS 注：I 表示输入引脚，O 表示输出引脚，I/O 表示输入/输出引脚，S 表示电源引脚。 4 / 29 1.1 南京集澈电子科技有限公司 宜矽源半导体南京有限公司 4 串至 10 串电池组监控芯片 DVC1110-2 数据手册 绝对最大额定值 符号 参数 条件 VTOP VTOP 电源引脚输入电压 VCELL 电池检测引脚输入电压 VCP VSR 电荷泵引脚输出电压 电流检测引脚输入电压 最小值 最大值 单位 VTOP-VSS -0.3 132 V C0-VSS -0.3 6 V C(n)-VSS, n=1…10 -0.3 132 V C(n)-C(n-1), n=1…10 -0.3 132 V VCP-VSS -0.3 132 V VCP-VTOP -0.3 15 V SRP-VSS -0.3 6 V -0.3 132 V -0.3 132 V -0.3 132 V -0.3 132 V SRN-VSS VDSG 高边放电驱动引脚输出电 DSG-VSS 压 VCHG 高边充电驱动引脚输出电 CHG-VSS 压 VPDSG 高边预放电驱动引脚输出 PDSG-VSS 电压 VPCHG 高边预充电驱动引脚输出 PCHG-VSS 电压 VPACK 充电检测引脚电压 PACK-VSS -0.3 132 V VLOAD 负载检测引脚电压 LOAD-VSS -0.3 132 V VBASE NPN 基极驱动引脚输出电 VBASE-VSS -0.3 15 V 压 VBASE-VTOP -132 0.3 V VREG 5V 电源引脚输入电压 VREG-VSS -0.3 6 V V3P3 3.3V 电源引脚输出电压 V3P3-VSS -0.3 6 V -6 0.3 V -0.3 2 V -6 0.3 V -0.3 6 V C(n), n=0…10 0 25 mA VREG, V3P3 0 50 mA 其他 0 1 mA V3P3-VREG V1P8 1.8V 电源引脚输出电压 V1P8-VSS V1P8-VREG VDIG 数字引脚电压 SCL-VSS SDA-VSS GP(n)-VSS, n=1…6 IIO 流入/流出引脚的电流 TJ 额定结温范围 -40 85 °C TS 贮存温度范围 -65 150 °C VESD 设备 ESD 等级 HBM 模型 ±2000 V CDM 模型 ±250 V 南京集澈电子科技有限公司 宜矽源半导体南京有限公司 1.1 5 / 29 DVC1110-2 数据手册 4 串至 10 串电池组监控芯片 推荐工作条件 符号 参数 条件 VTOP VTOP 电源引脚输入电压 VTOP-VSS 8 50 V VTOP-C10 -1 50 V C0-VSS 0 0.3 V C(n)-C(n-1), n=1…10 0 5.0 VCP-VTOP 0 12 V VCP-VSS 0 50 V SRP-VSS -150 150 mV 0 VCP V VTOP VCP V PDSG-VSS 0 50 V PCHG-VSS 0 50 V VCELL VCP VSR 电池检测引脚输入电压 电荷泵引脚输出电压 电流检测引脚输入电压 最小值 典型值 最大值 单位 SRN-VSS SRP-SRN VDSG 高边放电驱动引脚输出电 DSG-VSS 压 VCHG 高边充电驱动引脚输出电 CHG-VSS 压 VPDSG 高边预放电驱动引脚输出 电压 VPCHG 高边预充电驱动引脚输出 电压 VPACK 充电检测引脚电压 PACK-VSS 0 50 V VLOAD 负载检测引脚电压 LOAD-VSS 0 50 V VBASE NPN 基极驱动引脚输出电 VBASE-VSS 0 6.5 V 压 VREG 5V 电源引脚输入电压 VREG-VSS 0 5.5 V V3P3 3.3V 电源引脚输出电压 V3P3-VSS 0 3.3 V V1P8 1.8V 电源引脚输出电压 V1P8-VSS 0 1.8 V VDIG 数字引脚电压 SCL-VSS 0 5 V SDA-VSS GP(n)-VSS, n=1…6 VTS 热敏电阻引脚输入电压 GP(n)-VSS, n=1…6 0 1.8 V VAIN 模拟引脚输入电压 GP(n)-VSS, n=1…6 0 1.8 V ICB 电池被动均衡驱动电流 C(n), n=0…10 0 25 mA RC VADC 输入滤波电阻 220 Ω CC VADC 输入滤波电容 0.1 μF TOPR 工作温度 6 / 29 -40 1.1 85 °C 南京集澈电子科技有限公司 宜矽源半导体南京有限公司 4 串至 10 串电池组监控芯片 DVC1110-2 数据手册 电气特性 符号 参数 条件 最小值 输入范围 C(n)-C(n-1), n=1…10 典型值 最大值 单位 VADC 规格 测量分辨率 -0.3 5.0 V GP(n)-VSS, n=1…6 0 1.98 V V1P8-VSS 0 1.98 V C10-VSS, PACK-VSS, LOAD-VSS 0 50 V C(n)-C(n-1), n=1…10 100 μV/bit 12.8 mV/bit GP(n)-VSS, n=1…6 V1P8-VSS C10-VSS, PACK-VSS, LOAD-VSS ADC 偏移电压 C(n)-C(n-1), n=1…10 1 mV GP(n)-VSS, n=1…6 V1P8-VSS C10-VSS, PACK-VSS, LOAD-VSS ADC 增益误差 C(n)-C(n-1), n=1…10 0.1 % ±5 mV ±500 mV ±10 nA C10, PACK, LOAD 10 nA C(n), n=0…10 ±1 μA GP(n)-VSS, n=1…6 V1P8-VSS C10-VSS, PACK-VSS, LOAD-VSS 25°C 测量误差 C(n)-C(n-1), n=1…10 GP(n)-VSS, n=1…6 V1P8-VSS C10-VSS, PACK-VSS, LOAD-VSS 未进行测量时的输入漏电 C(n), n=0…10 流 GP(n), n=1…6 V1P8 进行测量时的输入漏电流 GP(n), n=1…6 V1P8 C10, PACK, LOAD 测量时间 31 μA 单个通道 0.791 1.54 6.02 ms 全部通道 34.5 61.4 223 ms 150 mV CADC 规格 输入范围 测量分辨率 -150 CC1 5 μV/bit CC2 0.3125 μV/bit ADC 偏移电压 50 μV ADC 增益误差 0.1 % ±200 μV 测量误差 南京集澈电子科技有限公司 宜矽源半导体南京有限公司 1.1 7 / 29 DVC1110-2 数据手册 符号 4 串至 10 串电池组监控芯片 参数 条件 未进行测量时的输入漏电 SRP, SRN 最小值 流 进行测量时的输入漏电流 SRP, SRN 测量时间 CC1 典型值 最大值 单位 ±10 nA ±1 μA 0.5 4.0 ms CC2 256 ms 正常模式 15 μA 休眠模式 8 μA 关机模式 1 μA 正常模式 255 μA 休眠模式 52 μA 关机模式 0.1 μA 3.3 V 一般直流规格 IBAT IREG VTOP 电源电流 VREG 电源电流 LDO 规格 V3P3 V3P3 输出电压 I3p3 V3P3 输出电流 0 50 mA 电池被动均衡驱动规格 RCB_ON ICB_ON 电池被动均衡驱动导通电 C(n)至 C(n-1)，n=4…10 173 290 441 Ω 阻 C(n)至 C(n-1)，n=1…3 123 170 204 Ω 电池被动均衡驱动导通电 C(n)至 C(n-1)，n=1…10 0 25 mA 6 12 V 流 电荷泵规格 VCP 电荷泵输出电压 VCP-VTOP TCP_START 电荷泵启动时间 CCP=2.2μF, VCP=10V 91 ms 充电/放电管驱动规格 TCHG_ON TDSG_ON TCHG_OFF 开启充电管时驱动上升时 CL=47.2nF, RGATE=51Ω, VCP=10V, VGS 间 from 0V to 4V 开启放电管时驱动上升时 CL=47.2nF, RGATE=51Ω, VCP=10V, VGS 间 from 0V to 4V 关闭充电管时驱动下降时 CL=47.2nF, RGATE=51Ω, VCP=10V 间 TDSG_OFF 关闭放电管时驱动下降时 CL=47.2nF, RGATE=51Ω, VCP=10V 间 TPCHG_PDSG_ON 开启预充电/预 放电管时 CL=860pF, RPU=270kΩ 驱动下降时间 TPCHG_PDSG_OFF 关闭预充电/预 放电管时 CL=860pF, RPU=270kΩ 驱动上升时间 IPCHG_PDSG_ON 开启预充电/预 放电时引 44 μs 26 μs 199 μs 6.5 μs 2.0 ms 2.0 ms 23.2 脚下拉电流 36.0 54.4 μA 4595 mV 硬件保护规格 VOV_TH 电池过压保护阈值 VOV_TH_STEP 电池过压保护阈值步进 TOV_DLY 电池过压保护延时 8 / 29 501 1 200 1.1 mV 8000 ms 南京集澈电子科技有限公司 宜矽源半导体南京有限公司 4 串至 10 串电池组监控芯片 DVC1110-2 数据手册 符号 参数 条件 最小值 典型值 VUV_TH 电池欠压保护阈值 VUV_STEP 电池欠压保护阈值步进 TUV_DLY 电池欠压保护延时 200 8000 ms VOC1_TH 第 1 级充/放电过流保护阈 0.25 63.75 mV 1 最大值 4095 1 单位 mV mV 值 VOC1_TH_STEP 第 1 级充/放电过流保护阈 0.25 mV 值步进 TOC1_DLY 第 1 级充/放电过流保护延 8 2048 ms 时 TOC1_DLY_STEP 第 1 级充/放电过流保护延 8 ms 时步进 VOC2_TH 第 2 级充/放电过流保护阈 4 256 mV 值 VOC2_TH_STEP 第 2 级充/放电过流保护阈 4 mV 值步进 TOC2_DLY 第 2 级充/放电过流保护延 4 1024 ms 时 TOC2_DLY_STEP 第 2 级充/放电过流保护延 4 ms 时步进 VSCD_TH 放电短路保护阈值 VSCD_TH_STEP 放电短路保护阈值步进 TSCD_DLY 放电短路保护延时 TSCD_DLY_STEP 放电短路保护延时步进 I2C 10 630 10 注1 0 mV mV 1992 7.81 μs μs 接口直流规格 VIH_I2C I2C 引脚数字输入电压为高 SCL, SDA 1.25 V 电平 VIL_I2C I2C 引脚数字输入电压为低 SCL, SDA 0.9 V 电平 ILEAK_DIG 数字输入漏电流 SCL, SDA ±1 μA VOL_SDA SDA 引脚数字输出电压为 SDO 下拉电流 1mA 0.3 V 占空比为 50% 100 kHz 低电平 I2C 时序规格 fSCL SCL 时钟频率 tHD;STA (重复)起始条件的保持时 4.0 μs 间，在这个周期后，产生第 1 个时钟脉冲 tLOW SCL 时钟低电平周期 4.7 μs tHIGH SCL 时钟高电平周期 4.0 μs tHD;DAT 数据保持时间 0 ns tSU;DAT 数据建立时间 250 ns tr SCL 和 SDA 的上升时间 10%至 90% 1000 ns tf SCL 和 SDA 的下降时间 90%至 10% 300 ns 南京集澈电子科技有限公司 宜矽源半导体南京有限公司 1.1 9 / 29 DVC1110-2 数据手册 4 串至 10 串电池组监控芯片 符号 参数 条件 最小值 典型值 最大值 单位 tSU;STO 停止条件的建立时间 4.0 μs tBUF 停止和启动条件之间的总 4.7 μs 1.5 kΩ 线空闲时间 RPULLUP 总线上拉电阻 tTIME_OUT 总线超时时间 64 ms 注 1：这个时间仅指芯片内部逻辑延时，不包含输入 RC 滤波器延时和输出驱动 FET 负载延时。 SDA tf tLOW tSU;DAT tr tf tHD;STA tSP tBUF SCL tHD;STA tHD;DAT tHIGH tSU;STA S tSU;STO Sr P S 图 1 I2C 通信总线时序 10 / 29 1.1 南京集澈电子科技有限公司 宜矽源半导体南京有限公司 4 串至 10 串电池组监控芯片 DVC1110-2 数据手册 系统框图 VBASE VTOP VCP PACK LOAD Regulator Charge Pump Charger Detector Load Pullup VSS CHG CHG/ DSG Drivers VREG DSG PCHG Cell Balance PCHG/PDSG Drivers PDSG C10 OSC C9 LDO V3P3 LDO V1P8 ... C4 RPU VADC MUX C3 C2 C1 GP6 Die Temp C10 C0 Digital Cores GP5 Open Wire GP4 100μA GP3 PACK MUX LOAD GP2 V1P8 OC2 GP1 GP(6:1) SCL SCD SDA SRP CADC Wakeup SRN 图 2 系统框图 南京集澈电子科技有限公司 宜矽源半导体南京有限公司 1.1 11 / 29 DVC1110-2 数据手册 4 串至 10 串电池组监控芯片 关机模式 功能模式 DVC1110 在关机模式下，除 I2C 唤醒和充电 器检测模块开启外，其他模块全部关闭，寄存器 复位至初始状态。芯片有 2 种方法进入关机模 式： 1) 通过 I2C 通信发送关机指令； 2) 芯片内核过热自动关机。 芯片在以下 3 种状态会退出关机模式，进入正常 模式： 1) 在 I2C 通信引脚检测到唤醒信号； 2) 在 PACK 引脚施加高于 VTOP 引脚 2V 以上的 电压； 3) 在 LOAD 引脚施加 2V 以上的电压。 DVC1110 具有 3 种功能模式：关机模式、休 眠模式和正常模式。 SHUTDOWN Shutdown command or thermal shutdown I2C wakeup or Charger detected or load wakeup NORMAL I2C wakeup or Timed wakeup or Charger detected or Current detected or Current fault detected Sleep command 休眠模式 DVC1110 在休眠模式下，VADC、CADC、 COV/CUV 保护和 I2C 通信功能关闭，寄存器数 据、V3P3、Charge Pump、FET 驱动、OCD2/OCC2 保护、SCD 保护会保持进入休眠模式之前的状 态，同时开启定时唤醒和电流唤醒检测功能。芯 片有 1 种方法进入休眠模式： 1) 通过 I2C 通信发送休眠指令。 芯片在以下 6 种状态会退出休眠模式，进入正常 模式： 1) 在 I2C 通信引脚检测到唤醒信号； 2) 定时唤醒倒计时结束； 3) 检测到充/放电电流； 4) 检测到第 2 级充/放电过流(同时关闭充/放电 驱动)； 5) 检测到放电短路(同时关闭放电驱动)； 6) 在 PACK 引脚施加高于 VTOP 引脚 2V 以上的 电压。 芯片恢复至正常模式后，可以通过 GP 引脚向 MCU 发送中断信号。MCU 也可以通过读取寄存 器查询芯片退出休眠模式的原因。 SLEEP 图 3 功能状态图 表 1 功能列表 名称 正常模式 休眠模式 VADC 支持 CADC 支持 Charge Pump 支持 支持 FET 驱动 支持 支持 电池均衡 支持 COV/CUV 支持 OCD1/OCC1 支持 OCD2/OCC2 支持 支持 SCD 支持 支持 VBASE 支持 支持 V3P3 支持 支持 I2C 通信 支持 电流唤醒 支持 定时唤醒 支持 I2C 唤醒 支持 LOAD 唤醒 关机模式 支持 正常模式 支持 DVC1110 在正常模式下，支持完整的电池组 测量、保护和管理功能，MCU 可以通过 I2C 通信 读取和配置芯片状态。 充电器检测 支持 支持 支持 电源电流 ~270μA ~60μA ~1μA 12 / 29 1.1 南京集澈电子科技有限公司 宜矽源半导体南京有限公司 4 串至 10 串电池组监控芯片 DVC1110-2 数据手册 C1OW tCM1 单位 0x00 0.5 ms 当 GP(n)被配置为热敏电阻输入时，VADC 会 在相应的测量时间片前插入 1ms 的延时时间片 tVD，以满足外部 RC 建立时间的需求。 在所有 28 个时间片中，tVM1、tVM2 和 tVM13 至 tVM16 这 6 个测量时间片不可以被屏蔽，会出现 在每个 VADC 测量周期中。对 tVM17 至 tVM22 这 6 个测量时间片，在寄存器 CMM 置 0 时，VADC 在 测量时会跳过被屏蔽通道对应的测量时间片；在 寄存器 CMM 置 1 时，VADC 在测量时不会跳过被 屏蔽通道对应的测量时间片。对剩余的 16 个时 间片，VADC 在测量时会跳过被屏蔽通道对应的时 间片。 VADC 在不同配置下，单位测量时间 tVM 和最 长测量周期 tVADC 如表 3 所示： 0x01 1.0 ms 表 3 VADC 测量时间 0x02 2.0 ms VAO tVM tVADC 单位 0x03 4.0 ms 0x00 0.791 23.4 ms 0x01 1.54 39.8 ms 0x02 3.03 72.6 ms 0x03 6.02 139 ms 测量系统 电流测量 DVC1110 集成 1 个 Σ-Δ CADC、2 个库仑计 CC1 和 CC2。CADC 在正常模式下，可以连续测量 SRP 和 SRN 差值。 CADC 测量周期 CC1 和 CC2 的测量时序如图 4 所示，CC2 测 量时间 tCM2 固定为 256ms，CC1 测量时间 tCM1 在 不同配置下如表 2 所示。 表 2 CADC CC1 测量时间 每次 CC1 测量完成后，芯片会执行以下操作： 1) 寄存器 CC1F 置位为 1。 每次 CC2 测量完成后，芯片会执行以下操作： 1) 寄存器 CC2F 置位为 1； 2) 中断控制器发送 1 次 1ms 低电平脉冲。 每次 VADC 测量完成后，芯片会执行以下操作： 1) 寄存器 VADF 置位为 1； 2) 中断控制器发送 1 次 1ms 低电平脉冲。 CADC 输入量程与分辨率 VADC 轮询模式 CADC 输入量程为±150mV，CC1 数据格式为 16 位有符号整数，LSB 为 5μV；CC2 数据格式为 20 位有符号整数，LSB 为 0.3125μV。 VADC 支持连续测量模式和同步测量模式，在 连续测量模式下(寄存器 VASM 置 0)，VADC 会在 上一个测量周期结束后，立即开始下一个测量周 期，此时 VADC 与 CADC 为异步测量状态(如图 6 所示)。 在同步测量模式下(寄存器 VASM 置 1)， VADC 会与 CADC 同步开始测量，VADC 完成后会 进入低功耗模式，等待 CADC CC2 完成后再开始 下一个测量周期。其中同步周期(寄存器 VAMP)可 以设为 1、2、4 或 8 个 CADC CC2 测量周期(如图 7 和图 8 所示)。 电压测量 DVC1110 集成 1 个 Σ-Δ VADC，支持 PACK、 LOAD、内核温度、V1P8、6 个 GP、10 串电池电 压和电池组总压测量。VADC 在正常模式下，可以 连续测量上述电压。 VADC 测量周期 VADC 测量周期由 28 个时间片组成，其中包 含 22 个测量时间片和 6 个延时时间片。 tCM2 tCM1 CADC CC1 CADC CC2 MEASURE MEASURE MEASURE MEASURE MEASURE 图 4 CADC 测量时序 南京集澈电子科技有限公司 宜矽源半导体南京有限公司 1.1 13 / 29 DVC1110-2 数据手册 4 串至 10 串电池组监控芯片 电池电压量程和分辨率 V1P8 电压量程和分辨率 电池电压量程为-0.3V 至+5.0V，寄存器 CVS 置 0 时数据格式为 16 位无符号整数，LSB 为 100μV，负读数被舍弃为 0V。 寄存器 CVS 置 1 时数据格式为 16 位有符号 整数，LSB 为 200μV，负读数保留。 V1P8 电压量程为 0V 至 1.98V，数据格式为 16 位无符号整数，LSB 为 100μV。 GP 模拟电压量程和分辨率 DVC1110 在 GP(n)被配置为模拟电压输入 时，最多可以测量 6 路外部模拟电压。 GP 模拟电压量程为 0V 至 1.98V，数据格式 为 16 位无符号整数，LSB 为 100μV。 C10、PACK 和 LOAD 电压量程和分辨率 C10、PACK 和 LOAD 电压量程为 0V 至 50V， 数据格式为 16 位无符号整数，LSB 为 12.8mV。 tVD1 tVM1* VADC tVM2* tVM3 MEASURE C10 TO VSS CALIBRATE MEASURE PACK TO VSS tVD2 tVM7 tVM13* tVM14* tVM15* tVM19 tVM20 MEASURE GP4 TO VSS tVD6 tVM12 MEASURE GP5 TO VSS tVM17 MEASURE C4 TO C3 tVM21 MEASURE C8 TO C7 MEASURE V1P8 TO VSS tVD5 tVM11 tVM16* MEASURE C3 TO C2 tVM6 MEASURE DT TO VSS tVD4 tVM10 MEASURE GP3 TO VSS MEASURE C2 TO C1 MEASURE C7 TO C6 MEASURE LOAD TO VSS tVM9 MEASURE GP2 TO VSS MEASURE C1 TO C0 tVM5 tVD3 tVM8 MEASURE GP1 TO VSS tVM4 MEASURE C5 TO C4 MEASURE GP6 TO VSS tVM18 MEASURE C6 TO C5 tVM22 MEASURE C9 TO C8 MEASURE C10 TO C9 图 5 VADC 测量时序 CADC CC2 VADC MEASURE MEASURE MEASURE MEASURE MEASURE MEASURE MEASURE MEASURE MEASURE 图 6 VADC 连续测量模式 CADC CC2 VADC MEASURE MEASURE MEASURE MEASURE MEASURE MEASURE MEASURE MEASURE 图 7 VADC 同步测量模式(1 个 CC2 周期) CADC CC2 VADC MEASURE MEASURE MEASURE MEASURE MEASURE MEASURE 图 8 VADC 同步测量模式(2 个 CC2 周期) 14 / 29 1.1 南京集澈电子科技有限公司 宜矽源半导体南京有限公司 4 串至 10 串电池组监控芯片 DVC1110-2 数据手册 要定期测量，以确保芯片在正常模式下不超过额 定结温。 芯片内核温度(TDIE)计算公式如下： TDIE=(NDT×0.24467)°C -271.03°C 电池采样接线方式 DVC1110 支持 4 串至 10 串电池组监控，当 电池组低于 10 串时，未使用的电池采样引脚不 能处于悬空状态。C0~C4 电池采样引脚不支持短 接，必须分别接至第 1 串至第 4 串电池正负极。 其余电池采样引脚没有限制，可以按照电池组串 联顺序采取合适方式短接。 DVC1110 推荐的短接方式有 2 种，采用图 9(a)所示的短接方式，可以降低电池间串联电阻 RBUS 的影响，在充放电时更精确地测量电池电 压。为简化应用，也可以采用图 9(b)所示的短接 方式。 DVC1110 热敏电阻温度 DVC1110 在 GP(n)被配置为热敏电阻输入 时，最多可以测量 6 路外部热敏电阻温度。由于 内部上拉电阻(RPU)阻值约为 10kΩ，所以只支持常 温阻值为 10kΩ 的热敏电阻温度测量(图 10)。 芯片在测量热敏电阻温度时，先将该路热敏 电阻连接至内部上拉电阻，VADC 等待 1ms 后开 始电压测量，测量完毕后断开热敏电阻与内部上 拉电阻的连接。 芯片在测量热敏电阻温度时，需要在靠近芯 片引脚位置放置滤波电容(CF)。滤波电容的容值选 取要考虑到 RC 建立时间的影响，计算公式为： 1m CF = 10×RPU DVC1110 C6 BAT5 其中，NDT 为芯片内核温度测量值，数据格式为 16 位无符号整数。 C6 BAT5 C5 C5 RBUS C4 BAT4 C4 BAT4 C3 (a) C3 (b) 滤波电容(CF)一般推荐容值为 10nF，在连接线较长 时需要适当减小。 热敏电阻阻值(RNTC)计算公式如下： NVGP RNTC = ×R NV1P8 -NVGP PU 图 9 电池采样短接 电池采样断线检测 DVC1110 在 C1~C10 电池采样引脚上集成了 10 个 100μA 下拉电流源，在开启电池采样断线检 测功能时，10 个电流源会同时下拉，MCU 可以 根据电池电压测量值判断在电池采样引脚上是否 存在断线。断线检测功能的定时器时间为 1s，倒 计时结束后，芯片会自动关闭所有下拉电流源。 其中，NVGP 为 GP 引脚电压测量值，数据格式为 16 位无符号整数；NV1P8 为 V1P8 引脚电压测量 值，数据格式为 16 位无符号整数。 内部上拉电阻阻值(RPU)在芯片终测时会进行 修调，计算公式如下： RPU=NFRT×25Ω+6800Ω 其中，NFRT 为 8 位无符号整数。 温度测量 芯片内核温度 DVC1110 通过 VADC 测量内部三极管基极-发 射极电压差(ΔVBE)来获取芯片内核温度，该电压需 南京集澈电子科技有限公司 宜矽源半导体南京有限公司 1.1 15 / 29 DVC1110-2 数据手册 4 串至 10 串电池组监控芯片 DVC1110 V1P8 LDO RPU 1μF GP6 10nF 103-AT 10nF 103-AT 10nF 103-AT 10nF 103-AT 10nF 103-AT 10nF 103-AT GP5 GP4 VADC MUX GP3 GP2 GP1 图 10 热敏电阻温度测量 16 / 29 1.1 南京集澈电子科技有限公司 宜矽源半导体南京有限公司 4 串至 10 串电池组监控芯片 DVC1110-2 数据手册 芯片集成了 10 路电池欠压保护定时器，当 其中一串电池电压测量值小于 VCUV 时，该路电池 欠压保护定时器启动。在设定的 TCUV 内，如果该 串电池任意一次电压测量值大于 VCUV，定时器复 位，否则倒计时继续。任意一路电池欠压保护定 时器倒计时结束时，都会触发电池欠压保护警 报。 第 5 串电池至第 10 串电池可以被设置为屏 蔽状态，在屏蔽状态下，该路电池欠压保护定时 器被禁用，该串电池电压任意测量值都不会触发 电池欠压保护警报。 在电池欠压保护警报触发后，芯片会执行以 下操作： 1) 寄存器 CUV 置位为 1； 2) 中断控制器发送 1 次 1ms 低电平脉冲； 电池欠压保护警报触发后寄存器 CUV 会一直锁 存，直至以下任意条件触发时，解除电池欠压保 护警报： 1) 寄存器 CUV 置 0； 2) VADC 使能控制位 VAE 置 0； 3) 芯片处于休眠模式。 保护系统 电池电压保护 DVC1110 基于 VADC 测量值进行电池过压和 欠压保护。 电池过压保护(COV) 开启电池过压保护需要同时满足以下条件： 1) 芯片处于正常模式； 2) VADC 使能控制位 VAE 置 1； 3) 电池过压保护阈值 COVT 不为 0； 电池过压保护阈值电压(VCOV)范围为 501mV 至 4595mV，步进为 1mV；延时时间(TCOV)范围为 200ms 至 8s。 芯片集成了 10 路电池过压保护定时器，当 其中一串电池电压测量值大于 VCOV 时，该路电池 过压保护定时器启动。在设定的 TCOV 内，如果该 串电池任意一次电压测量值小于 VCOV，定时器复 位，否则倒计时继续。任意一路电池过压保护定 时器倒计时结束时，都会触发电池过压保护警 报。 第 5 串电池至第 10 串电池可以被设置为屏 蔽状态，在屏蔽状态下，该路电池过压保护定时 器被禁用，该串电池电压任意测量值都不会触发 电池过压保护警报。 在电池过压保护警报触发后，芯片会执行以 下操作： 1) 寄存器 COV 置 1； 2) 中断控制器发送 1 次 1ms 低电平脉冲； 电池过压保护警报触发后寄存器 COV 会一直锁 存，直至以下任意条件触发时，解除电池过压保 护警报： 1) 寄存器 COV 复位为 0； 2) VADC 使能控制位 VAE 置 0； 3) 芯片处于休眠模式。 充/放电电流保护 DVC1110 基于 CADC 测量值进行 1 级充/放电 过流保护，基于硬件过流比较器(OC2)进行 2 级充 /放电过流保护，基于硬件短路比较器(SCD)进行 放电短路保护。 第 1 级放电过流保护(OCD1) 开启第 1 级放电过流保护需要同时满足以下 条件： 1) 芯片处于正常模式； 2) CADC 使能控制位 CAE 置 1； 3) 第 1 级放电过流保护阈值 OCD1T 不为 0； 第 1 级放电过流保护阈值电压(VOCD1_TH)范围为 0.25mV 至 63.75mV，步进为 0.25mV；延时时间 (TOCD1_DLY)范围为 8ms 至 2048ms，步进为 8ms。 当 SRP-SRN 电压测量差值大于 VOCD1_TH 时， 第 1 级放电过流保护定时器启动。在设定的 TOCD1_DLY 内，如果任意一次 SRP-SRN 电压测量差值 小于 VOCD1_TH，定时器复位，否则倒计时继续。在 倒计时结束时，触发第 1 级放电过流保护警报。 芯片执行以下操作： 1) 寄存器 OCD1 置位为 1； 2) 中断控制器发送 1 次 1ms 低电平脉冲。 电池欠压保护(CUV) 开启电池欠压保护需要同时满足以下条件： 1) 芯片处于正常模式； 2) VADC 使能控制位 VAE 置 1； 3) 电池欠压保护阈值 CUVT 不为 0； 电池欠压保护阈值电压(VCUV)范围为 1mV 至 4095mV，步进为 1mV。延时时间(TCUV)范围为 200ms 至 8s。 南京集澈电子科技有限公司 宜矽源半导体南京有限公司 1.1 17 / 29 DVC1110-2 数据手册 4 串至 10 串电池组监控芯片 第 1 级放电过流保护警报触发后寄存器 OCD1 会 一直锁存，直至以下任意条件触发时，解除第 1 级放电过流保护警报： 1) 寄存器 OCD1 复位为 0； 2) CADC 使能控制位 CAE 置 0； 3) 芯片处于休眠模式。 1) 寄存器 OCD2 置位为 1； 2) 中断控制器发送 1 次 1ms 低电平脉冲； 第 2 级放电过流保护警报触发后寄存器 OCD2 会 一直锁存，直至以下任意条件触发时，解除第 2 级放电过流保护警报： 1) 寄存器 OCD2 置 0； 2) OC2 使能控制位 OCD2E 置 0。 第 1 级充电过流保护(OCC1) 开启第 1 级充电过流保护需要同时满足以下 条件： 1) 芯片处于正常模式； 2) CADC 使能控制位 CAE 置 1； 3) 第 1 级充电过流保护阈值 OCC1T 不为 0； 第 1 级充电过流保护阈值电压(VOCC1_TH)范围 为 0.25mV 至 63.75mV，步进为 0.25mV；延时时 间(TOCC1_DLY)范围为 8ms 至 2048ms，步进为 8ms。 当 SRN-SRP 电压测量差值大于 VOCC1_TH 时， 第 1 级充电过流保护定时器启动。在设定的 TOCC1_DLY 内，如果任意一次 SRN-SRP 电压测量差值 小于 VOCC1_TH，定时器关闭，否则倒计时继续。在 倒计时结束时，触发第 1 级充电过流保护警报。 芯片执行以下操作： 1) 寄存器 OCC1 置 1； 2) 中断控制器发送 1 次 1ms 低电平脉冲； 第 1 级充电过流保护警报触发后寄存器 OCC1 会 一直锁存，直至以下任意条件触发时，解除第 1 级充电过流保护警报： 1) 寄存器 OCC1 置 0； 2) CADC 使能控制位 CAE 置 0； 3) 芯片处于休眠模式。 第 2 级充电过流保护(OCC2) 第 2 级放电过流保护(OCD2) 开启放电短路保护需要同时满足以下条件： 1) 芯片处于正常模式或休眠模式； 2) SCD 使能控制位 SCDE 置位为 1。 放电短路保护阈值电压(VSCD_TH)范围为 10mV 至 630mV，步进为 10mV；延时时间(TSCD_DLY)范围 为 0μs 至 1992μs，步进为 7.81μs。 当 SRP-SRN 电压测量差值大于 VSCD_TH 时，放 电短路保护定时器启动。在设定的 TSCD_DLY 内，如 果任意一次 SRP-SRN 电压测量差值小于 VSCD_TH， 定时器关闭，否则倒计时继续。在倒计时结束 时，触发放电短路保护警报。芯片执行以下操 作： 1) 寄存器 SCD 置位为 1； 2) 中断控制器发送 1 次 1ms 低电平脉冲； 开启第 2 级充电过流保护需要同时满足以下 条件： 1) 芯片处于正常模式或休眠模式； 2) OC2 使能控制位 OCC2E 置 1； 第 2 级充电过流保护阈值电压(VOCC2_TH)范围为 4mV 至 256mV，步进为 4mV；延时时间(TOCC2_DLY) 范围为 4ms 至 1024ms，步进为 4ms。 当 SRN-SRP 电压测量差值大于 VOCC2_TH 时， 第 2 级充电过流保护定时器启动。在设定的 TOCC2_DLY 内，如果任意一次 SRN-SRP 电压测量差值 小于 VOCC2_TH，定时器关闭，否则倒计时继续。在 倒计时结束时，触发第 2 级充电过流保护警报。 芯片执行以下操作： 1) 寄存器 OCC2 置 1； 2) 中断控制器发送 1 次 1ms 低电平脉冲； 第 2 级充电过流保护警报触发后寄存器 OCC2 会 一直锁存，直至以下任意条件触发时，解除第 2 级充电过流保护警报： 1) 寄存器 OCC2 置 0； 2) OC2 使能控制位 OCC2E 置 0。 放电短路保护(SCD) 开启第 2 级放电过流保护需要同时满足以下 条件： 1) 芯片处于正常模式或休眠模式； 2) OC2 使能控制位 OCD2E 置 1； 第 2 级放电过流保护阈值电压(VOCD2_TH)范围为 4mV 至 256mV，步进为 4mV；延时时间(TOCD2_DLY) 范围为 4ms 至 1024ms，步进为 4ms。 当 SRP-SRN 电压测量差值大于 VOCD2_TH 时， 第 2 级放电过流保护定时器启动。在设定的 TOCD2_DLY 内，如果任意一次 SRP-SRN 电压测量差值 小于 VOCD2_TH，定时器关闭，否则倒计时继续。在 倒计时结束时，触发第 2 级放电过流保护警报。 芯片执行以下操作： 18 / 29 1.1 南京集澈电子科技有限公司 宜矽源半导体南京有限公司 4 串至 10 串电池组监控芯片 DVC1110-2 数据手册 放电短路保护警报触发后寄存器 SCD 会一直锁 存，直至以下条件触发时，解除放电短路保护警 报： 1) 寄存器 SCD 置 0。 2) SCD 使能控制位 SCDE 置 0。 I2C 看门狗定时器 开启 I2C 看门狗定时器需要满足以下条件： 1) 芯片处于正常模式； 2) I2C 看门狗定时器控制位 IWT 不为 0x00； 在 I2C 看门狗定时器开启状态下，如果芯片在寄 存器 IWT 设定的时间内没有接收到有效的 I2C 读 写指令，会触发 I2C 看门狗超时警报。芯片执行 以下操作： 1) 寄存器 IWTS 置 1； 2) 寄存器 IWTF 置 1。 I2C 看门狗超时警报触发后，寄存器 IWTS 会一直 锁存，直到以下条件触发时，解除 I2C 看门狗超 时警报： 1) 芯片接收到有效的 I2C 读写指令。 但寄存器 IWTF 只有在上位机主动复位的情况下 才会为 0。 南京集澈电子科技有限公司 宜矽源半导体南京有限公司 1.1 19 / 29 DVC1110-2 数据手册 4 串至 10 串电池组监控芯片 均衡时间(tCB)计算公式如下： tCB=N×tCM2-tVADC 管理系统 其中，N 为 VADC 同步测量周期，可以为 1、2、4 或 8；tCM2 为 CADC CC2 测量时间，固定为 256ms； tVADC 为 VADC 测量时间，详见表 3。 芯片会根据电池采样引脚屏蔽状态从第 1 串 电池开始对电池组进行奇偶排序，屏蔽引脚的电 池被动均衡驱动器被禁用。表 4 列出了一种应用 于 7 串电池组屏蔽设置及电池奇偶分组情况。 电池均衡管理 DVC1110 集成 10 路电池被动均衡驱动器，只 有在芯片处于正常模式且 VADC 处于低功耗模式 下才可以被开启。 电池内部 MOS 均衡 DVC1110 使用片内 MOS 进行均衡时(图 11)，每串电池最大均衡电流不得超过 25mA，同 时需要实时监测芯片核心温度，防止结温超过最 大额定值。 表 4 13 串电池组屏蔽设置和奇偶分组 DVC1110 C10 引脚 串数 屏蔽 奇/偶 C1 1 N/A 奇 C2 2 N/A 偶 C3 3 N/A 奇 C4 4 N/A 偶 是 N/A 否 奇 C7 是 N/A C8 是 N/A C5 BAT10 C6 C9 BAT9 Max 25mA C8 5 C9 6 否 偶 C10 7 否 奇 电池均衡定时器 DVC1110 内置被动均衡驱动定时器，将任意 一串电池均衡控制位置 1，定时器启动。在 60s 内，如果还有任意一串电池均衡控制位置 1，定 时器重新装载为 60s；否则倒计时继续。在倒计 时结束后，芯片会将所有电池均衡控制位复位为 0。 图 11 电池内部均衡 电池外部 NPN 均衡 DVC1110 使用片内 MOS 驱动片外 NPN 进行 均衡时(图 12)，均衡电流不受芯片散热限制，可 以实现大电流电池均衡。 DVC1110 C10 BAT10 C9 BAT9 C8 图 12 电池外部均衡 电池奇偶交替均衡 DVC1110 会对电池进行奇偶串交替均衡，避 免相邻串电池同时均衡的情况出现(图 13)。电池 20 / 29 1.1 南京集澈电子科技有限公司 宜矽源半导体南京有限公司 4 串至 10 串电池组监控芯片 DVC1110-2 数据手册 N×tCM2 tVADC CADC CC2 VADC N×tCM2 tCB tVADC MEASURE MEASURE MEASURE ODD CELLs tCB MEASURE MEASURE MEASURE BALANCE EVEN CELLs BALANCE 图 13 电池均衡时序 放电 PFET 开启时，PDSG 下拉约 36μA 电流，通 过外部 270kΩ 电阻将预放电 PFET 的 VGS 下拉至约 9.7V。 放电管理 电荷泵 DVC1110 内部集成电荷泵，需要 1 个位于 VTOP 和 VCP 引脚之间的外部电容器存储电荷。 当电荷泵开启时，该电容器会被充电至高于 VTOP 电压的过驱动电压。 电荷泵产生的过驱动电压可以用来驱动 DSG 开启高边放电 NFET，驱动 CHG 开启高边充电 NFET 和驱动 MUX 测量电池电压。 过驱动电压可以在 6V 至 12V 之间设置。越 高的过驱动电压会消耗更多的电流，可以根据 NFET 特性设置合适的过驱动电压以节省电流。 高边负载检测 DVC1110 内置高边负载上拉驱动器，在高边 放电 NFET 关闭时，开启高边负载上拉驱动器会 输出 150μA 左右电流将 LOAD 引脚上拉至 VTOP 和 PACK 两者之间的较高电平。上位机可以通过 VADC 读取 LOAD 引脚电压判断负载连接情况。 高边负载上拉驱动器具有定时关闭功能，将 高边负载上拉驱动器控制位置 1，60s 定时器启 动，在倒计时结束后，芯片会自动将高边负载上 拉驱动器控制位复位为 0。 高边放电驱动 低边放电驱动 DVC1110 内部集成高边放电驱动器，用于驱 动 DSG 来控制高边放电 NFET。在高边放电 NFET 关闭时，高边放电驱动器会将放电管栅源电压下 拉至 0V。在高边放电 NFET 开启时，高边放电驱 动器有 2 种输出模式：电荷泵输出模式和源随输 出模式。 在电荷泵输出模式下，高边放电驱动器会将 DSG 上拉至 VCP 电平，此时电荷泵输出的过驱动 电压将使放电 NFET 的导通电阻降至较低水平。 在源随输出模式下，高边放电驱动器会将 DSG 上拉至 VTOP 电平，此时高边 NFET 工作在源 随状态。源随输出模式适用于芯片休眠模式下保 持放电 NFET 开启，此时可以关闭电荷泵，将芯 片功耗降至较低水平。 寄存器 GP6M 置为 0x07 时，GP6 引脚设置为 低边放电驱动输出。 低边预放电驱动 寄存器 GP2M 置为 0x07 时，GP2 引脚设置为 低边预放电驱动输出。 放电硬线控制 寄存器 GP4M 置为 0x03 时，GP4 引脚设置为 放电硬线控制输入。GP4 输入低电平时关闭放电 驱动输出，高电平时不影响放电驱动输出状态。 充电管理 高边充电驱动 DVC1110 内部集成高边充电驱动器，用于驱 动 CHG 来控制高边充电 NFET。在高边充电 NFET 关闭时，高边充电驱动器会将 CHG 下拉至 VTOP 电平。在高边充电 NFET 开启时，高边充电驱动 器会将 CHG 上拉至 VCP 电平。 高边预放电驱动 DVC1110 内部集成高边预放电驱动器，用于 驱动 PDSG 来控制高边预放电 PFET。在预放电 PFET 关闭时，PDSG 输出为高阻态，由外部 270kΩ 电阻将预放电 PFET 的 VGS 上拉为 0V。在预 南京集澈电子科技有限公司 宜矽源半导体南京有限公司 1.1 21 / 29 DVC1110-2 数据手册 4 串至 10 串电池组监控芯片 高边预充电驱动 DVC1110 内部集成高边预充电驱动器，用于 驱动 PCHG 来控制高边预充电 PFET。在预充电 PFET 关闭时，PCHG 输出为高阻态，由外部 270kΩ 电阻将预充电 PFET 的 VGS 上拉为 0V。在预 充电 PFET 开启时，PCHG 下拉约 36μA 电流，通 过外部 270kΩ 电阻将预充电 PFET 的 VGS 下拉至约 9.7V。 高边充电器检测 DVC1110 内置高边充电器检测器，在 PACK 电平高于 VTOP 电平 2V 左右时，即认为充电器已 连接。 低边充电驱动 寄存器 GP5M 置为 0x07 时，GP5 引脚设置为 低边充电驱动输出。 低边预充电驱动 寄存器 GP3M 置为 0x07 时，GP3 引脚设置为低边 预充电驱动输出。 充电硬线控制 寄存器 GP1M 置为 0x03 时，GP1 引脚设置为 充电硬线控制输入。GP1 输入低电平时关闭充电 驱动输出，高电平时不影响充电驱动输出状态。 22 / 29 1.1 南京集澈电子科技有限公司 宜矽源半导体南京有限公司 4 串至 10 串电池组监控芯片 DVC1110-2 数据手册 引脚被复用作 I2C 地址硬线编码时，将固定为数 字输入模式。 通信系统 表 5 级联应用 I2C 从机地址 I2C 串行接口 芯片型号 DVC1110 的 I2C 串行接口工作在从机模式， 支持 100kHz 通信速率和 CRC8 校验。SCL 为单向 时钟输入引脚，没有时钟延展功能；SDA 为双向 数据输入/输出引脚。SCL 和 SDA 在芯片内部没有 配置上拉电阻，可以兼容外部 5V 上拉电平。 DVC111022 DVC111024 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 1 1 0 0 0 1 1 0 Bit2 Bit1 Bit0 GP2 GP1 R/W GP4 GP3 GP2 GP1 R/W CRC8 校验 I2C 总线协议 CRC8 校验多项式为 x8+x2+x+1，初始值为 0x00。 I2C 总线每传输一个数据位就产生一个时钟脉 冲。SDA 数据线上的电平必须在 SCL 时钟为高电 平时保持稳定，SDA 数据线上的高低电平状态只 有在 SCL 时钟为低电平时才能切换。 在 SCL 时钟线为高电平时，SDA 数据线由高 电平切换为低电平，这个情况定义为起始条件 (S)；在 SCL 时钟线为高电平时，SDA 数据线由低 电平切换为高电平，这个情况定义为停止条件 (P)。起始条件和停止条件均由主机发送，I2C 总 线在起始条件后处于忙碌状态，在停止条件后处 于空闲状态。如果产生重复起始条件(Sr)而不产生 停止条件，总线会一直处于忙碌状态，此时起始 条件和重复起始条件在功能上是一样的。在本文 档中，除非有特别声明的 Sr，符号 S 将作为一个 通用术语既表示起始条件，又表示重复起始条 件。 发送到 SDA 数据线上的每个数据包必须包含 1 个字节和 1 个响应位，每个字节首先传输的是 最高位(MSB)。与标准 I2C 协议不同的是，即使在 I2C 时钟频率超过 DVC1110 响应极限的情况下， DVC1110 也不会通过使 SCL 时钟线保持低电平来 迫使主机进入等待状态。 I2C 寄存器地址 DVC1110 的寄存器地址为 0x00 至 0x90，共 145 个字节。对连续读写的字节数量没有限制， 当寄存器地址达到边界 0x90 时会返回至 0x00 继 续读写。 I2C 写操作 I2C 写操作以主机发送起始条件作为开始信 ̅ ，如果 SA 匹 号，主机传输的第 1 个字节为SA+W 配 DVC1110 从机地址，DVC1110 会返回 ACK；否 则返回 NACK，本次传输结束。主机传输的第 2 个字节为 RA，如果 RA 在 0x00 至 0x8F 地址范围 内，DVC1110 会返回 ACK；否则返回 NACK，本次 传输结束。主机传输的第 3 个字节为 DATA0， DVC1110 会返回 ACK。传输的第 4 个字节为 ̅ 、RA 和 CRC0，如果 CRC0 与前 3 个字节SA+W DATA0 的 CRC8 校验值一致，DVC1110 会将 DATA0 写入寄存器地址为 RA 的字节中，并返回 ACK； 否则 DATA0 将被丢弃，并返回 NACK，本次传输 结束。主机传输的第 5 个字节为 DATA1， DVC1110 会返回 ACK。主机传输的第 6 个字节为 CRC1，如果 CRC1 与 DATA1 的 CRC8 校验值一致， DVC1110 会将 DATA1 写入寄存器地址为 RA+1 的 字节中，并返回 ACK；否则 DATA1 将被丢弃，并 返回 NACK，本次传输结束。以此类推直至主机 发送停止条件结束本次传输。 I2C 从机地址 在典型应用场景下，DVC1110 在 I2C 通信中 的从机地址固定为 0x40(写)或 0x41(读)。 为适用级联应用场景，在引脚 SRN 和 SRP 分 别短接到引脚 VSS 和 VREG 时，可通过复用 GP 引 脚实现 I2C 地址硬线编码。DVC1110-2 系列芯片包 含 DVC1110-22 和 DVC1110-24 两个型号，两者唯 一区别就在 I2C 地址硬线编码使用的 GP 引脚不 同。如表 5 所示，DVC1110-22 使用 GP1~GP2 两 个引脚来编码 I2C 地址，而 DVC1110-24 则使用 GP1~GP4 四个引脚来编码 I2C 地址。并且，当 GP 南京集澈电子科技有限公司 宜矽源半导体南京有限公司 Bit7 I2C 读操作 I2C 读操作以主机发送起始条件作为开始信 ̅ ，如果 SA 匹 号，主机传输的第 1 个字节为SA+W 配 DVC1110 从机地址，DVC1110 会返回 ACK；否 则返回 NACK，本次传输结束。主机传输的第 2 个字节为 RA，如果 RA 在 0x00 至 0x8F 地址范围 1.1 23 / 29 DVC1110-2 数据手册 4 串至 10 串电池组监控芯片 内，DVC1110 会返回 ACK；否则返回 NACK，本次 传输结束。主机发送重复起始条件后传输的第 3 个字节为 SA+R，如果 SA 匹配 DVC1110 从机地 址，DVC1110 会返回 ACK；否则返回 NACK，本次 传输结束。传输的第 4 个字节为 DVC1110 返回的 寄存器地址为 RA 的值 DATA0，主机需要响应 ACK。传输的第 5 个字节为 DVC1110 返回的 ̅ 、RA、SA+R CRC0，如果 CRC0 与前 4 个字节SA+W 和 DATA0 的 CRC8 校验值一致，说明 DATA0 读取 无误。主机继续读取需要响应 ACK，传输的第 6 个字节为 DVC1110 返回的寄存器地址为 RA+1 的 值 DATA1，主机需要返回 ACK。传输的第 7 个字 节为 DVC1110 返回的 CRC1，如果 CRC1 与 DATA1 的 CRC8 校验值一致，说明 DATA1 读取无误。以 此类推，直至主机放弃读取并返回 NACK，最后 主机发送停止条件结束本次传输。 止条件，定时器关闭；否则倒计时继续。在倒计 时结束后，DVC1110 的 I2C 串行接口会强制结束 本次传输，不再响应主机除起始条件以外的任何 信号。 中断控制器 DVC1110 可以将 GP2、GP3、GP5 或 GP6 设 置为中断信号输出引脚。芯片处于正常模式下， 通过设置对应的屏蔽寄存器，可以选择表 6 中的 一个或多个触发事件，通过中断信号输出引脚输 出 1ms 低电平脉冲。 表 6 中断触发事件 触发事件 屏蔽寄存器 芯片从休眠模式转换为正常模式 IWM VADC 完成 1 个测量周期 IVOM CADC CC2 完成 1 个测量周期 ICCM 触发电池过压警报 ICOM 触发电池欠压警报 ICUM 触发第 1 级过流警报 IOC1M 触发第 2 级过流警报 IOC2M 触发放电短路警报 ISCDM I2C 总线超时定时器 DVC1110 内置总线超时定时器，接收到主机 发送的起始条件(不包含重复起始条件)时，定时 器启动。在 64ms 内，如果接收到主机发送的停 I2C Write Operation S SA+W A RA A DATA0 A CRC0 A DATA1 A CRC0 CRC1 A DATA(n) CRC1 A CRC(n) A P CRC(N) I2C Read Operation S SA+W A RA A Sr SA+R A DATA0 A CRC0 A DATA1 CRC0 A CRC1 A DATA(n) CRC1 A CRC(n) NA P CRC(N) From master to slave S = Start Condition A = Acknowledge(SDA LOW) SA = Slave Address R = Read(SDA HIGH) From slave to master P = Stop Condition NA = Not Acknowledge(SDA HIGH) RA = Register Address W = Write(SDA LOW) Sr = Repeat Start Condition 图 14 I2C 传输协议 24 / 29 1.1 南京集澈电子科技有限公司 宜矽源半导体南京有限公司 4 串至 10 串电池组监控芯片 DVC1110-2 数据手册 应用和实施 敷形涂层 为满足 IPC-2221B 或 IEC/UL 60950-1 对相邻引脚电气间隙和爬电间距的要求，DVC1110 在印刷电路板组 装过程中可能需要使用敷形涂层进行覆盖。 未使用引脚 表 7 未使用引脚处理方式 高/低边驱动 同/分口应用 高边 低边 同口 分口 同/分口 短接至相邻引脚 NC1~NC14 C5~C10 未使用时参考“电池采样接线方式”短接至相邻引脚 SRP, SRN 未使用时应短接到引脚 VSS GP1~GP6 未使用时应悬空 V3P3 未使用时可以悬空或通过 1μF 电容连到引脚 VSS，并将寄存器 V3P3EW 和 V3P3ES 置 0 未使用时应悬空 应悬空 未使用时应短接到引脚 VSS 应短接到引脚 VSS 在引脚 DSG 未使用时，引脚 LOAD 可以通过 10kΩ 电阻连接到电池包 应短接到引脚 VSS DSG, CHG PDSG, PCHG LOAD PACK+，也可以短接到引脚 VSS PACK VCP 在引脚 CHG 未使用时，引脚 在引脚 CHG 未使用时，引脚 PACK 可以通过 10kΩ 电阻连接到 PACK 可以通过 10kΩ 电阻连接到 电池包 PACK+，也可以短接到引 电池包 CPACK+，也可以短接到引 脚 VSS 脚 VSS 应短接到引脚 VSS 在引脚 DSG 和 CHG 均未使用时，应在靠近芯片引脚位置通过 100nF 应在靠近芯片引脚位置通过 电容连接到 VTOP，并将寄存器 CPVS 置为 0x01 100nF 电容连接到 VTOP，并将寄 存器 CPVS 置为 0x01 南京集澈电子科技有限公司 宜矽源半导体南京有限公司 1.1 25 / 29 DVC1110-2 数据手册 4 串至 10 串电池组监控芯片 推荐布局 图 15 PCB 推荐布局 26 / 29 1.1 南京集澈电子科技有限公司 宜矽源半导体南京有限公司 4 串至 10 串电池组监控芯片 DVC1110-2 数据手册 应用框图 PACK+ VTOP VCP C10 CHG C9 DSG C8 PACK C7 PCHG C6 PDSG C5 LOAD C4 VBASE C3 VREG BAT10 BAT9 BAT8 BAT7 BAT6 BAT5 BAT4 BAT3 C2 BAT2 C1 SCL SCL C0 SDA SDA V3P3 VDD BAT1 MCU DVC1110 V1P8 GP2 INT GND GP1 GP3 GP4 GP5 GP6 VSS SRN SRP PACK- 图 16 应用框图 南京集澈电子科技有限公司 宜矽源半导体南京有限公司 1.1 27 / 29 DVC1110-2 数据手册 4 串至 10 串电池组监控芯片 封装规格 LQFP48(7mm×7mm) 0.27 0.15 0.50 48 0.08 M 37 1 36 12 25 7.00 ±0.10 9.00 ±0.20 13 24 5.50 BSC 7.00 ±0.10 9.00 ±0.20 1.60 MAX 1.50 1.30 0°-10° 0.21 0.01 0.75 0.43 注：所有线性尺寸均以毫米为单位 28 / 29 1.1 南京集澈电子科技有限公司 宜矽源半导体南京有限公司 4 串至 10 串电池组监控芯片 DVC1110-2 数据手册 订购信息 器件标记 封装描述 MSL 等级 包装方式 最小订货单位 DVC1110-22 48-Lead Plastic LQFP 3 Reel (1500pcs) 1500pcs DVC1110-24 48-Lead Plastic LQFP 3 Reel (1500pcs) 1500pcs 注： DVC1110-2 包含 DVC1110-22 和 DVC1110-24 两个型号，两者区别是 I2C 硬线地址编码方式不同，详见 I2C 从机地址说 明。 修订历史记录 版本 日期 1.0 2023/4/2 1.1 2024/7/24 描述 页码 修改“DSG 和 CHG 绝对最大额定值” 5 修改“DSG 和 CHG 推荐工作电压” 6 修改“开启电池过压保护的条件”和“解除电池过压保护警报的条件” 17 修改“开启电池欠压保护的条件”和“解除电池欠压保护警报的条件” 17 修改“开启第 1 级放电过流保护的条件”和“解除第 1 级放电过流警报的条件” 17 修改“开启第 1 级充电过流保护的条件”和“解除第 1 级充电过流警报的条件” 18 修改“开启第 2 级放电过流保护的条件”和“解除第 2 级放电过流警报的条件” 18 修改“开启第 2 级充电过流保护的条件”和“解除第 2 级充电过流警报的条件” 18 修改“高边预放电驱动”描述 21 修改“高边预充电驱动”描述 22 修改“I2C 从机地址”描述 23 修改“I2C 寄存器地址”描述 23 新增“应用和实施” 25 修改“I2C 从机地址”描述 23 修改“最低电池串数”描述 15 南京集澈电子科技有限公司 宜矽源半导体南京有限公司 1.1 29 / 29