8チャネル同時サンプリングADC（CM2248）のバッテリー形成およびグレーディング試験装置への適用

01 はじめに

Simu Microelectronicsは、16ビット8チャネル同時サンプリングSAR ADCであるCM2248を発表しました。各チャネルにはアナログ入力クランプ保護機能と2次アンチエイリアシングフィルタが内蔵されています。すべてのチャネルは200 kSPSの速度で同時サンプリングが可能です。CM2248はADI社のAD7606およびTI社のADS8588とピン互換です。主な特徴は以下の通りです。

02 CM2248の特徴

• バイポーラアナログ入力範囲：±10 V、±5 V

• 8つの同時サンプリング入力チャネル

• 完全統合型データ取得ソリューション

  • アナログ入力クランプ保護

  • 1 MΩのアナログ入力インピーダンスを備えた入力バッファ

  • セカンドオーダーのエイリアシング防止アナログフィルタ

  • チップ内高精度リファレンスおよびバッファ

  • 16ビット、200 kSPS ADC（全チャネル）

  • デジタルフィルタによるオーバーサンプリング機能

• パフォーマンス

  • 92 dB SNR、–105 dB THD

  • ±1 LSB INL、±0.8 LSB DNL

  • 低消費電力：動作時150 mW、スタンバイ時30 mW

  • アナログ入力のESD耐圧8 kVまで

  • すべて 製品 厳格な信頼性試験を実施

03 ソリューション概要

近年、カーボンニュートラルという世界的な背景を受けて、新エネルギー車市場は爆発的な成長を遂げており、これにより動力用バッテリーの搭載台数が継続的に増加しています。バッテリーの形成および容量グレーディングは、バッテリー製造プロセスにおける重要な工程であり、大容量動力用バッテリーに対応するため、バッテリー製造メーカーは形成・グレーディング試験装置（BFT）に対してより高い要求を課しています。

1. より高い電流能力を実現するため、マルチチャネル並列運転が必要です。

2. 低コストの直列充電をサポートする必要があります（共通モード電流および電圧測定の高精度が求められます）。

3. バッテリーの形成およびグレーディングには、より高精度な電圧および電流測定が求められます（通常、精度は約0.05％程度）。

4. 低コストかつ高信頼性。

より柔軟なデジタルクローズドループトポロジー構成は、現代のBFT装置の要件により適しています。これにより、多相並列動作を容易に実装でき、より高い電流試験能力を実現できます。このようなソリューションでは一般的に、バッテリーの電圧と電流をサンプリングするために、高精度でマルチチャネル同期型SAR ADCが必要とされます。ADCの全温度範囲にわたるサンプリング精度は、BFTシステム全体の精度に影響を与える主要因となります。代表的な回路トポロジーを図に示します。

04 製品の利点

要約すると、オーバーサンプリングなしでもCM2248は最大92dBのSNRを達成し、BFT装置がより高精度な電圧および電流制御を実現できるようにします。低いTHDおよび優れたINL性能により、より安定したデジタルクローズドループ制御システムを構築できます。CM2248はバッテリーの形成およびグレーディング用途における高精度サンプリングに非常に適しており、その性能はADI社のAD7606およびTI社のADS8588と直接比較可能です。