배터리 성형 및 등급 테스트 장비에서 8채널 동시 샘플링 ADC(CM2248)의 적용

01 서론

시무 마이크로일렉트로닉스는 16비트 8채널 동시 샘플링 SAR ADC인 CM2248을 출시했습니다. 각 채널에는 아날로그 입력 클램프 보호 기능과 2차 앤티에일리어싱 필터가 통합되어 있습니다. 모든 채널은 200 kSPS의 속도로 동시 샘플링이 가능합니다. CM2248은 ADI의 AD7606 및 TI의 ADS8588과 핀 호환됩니다. 주요 특징은 아래와 같습니다.

02 CM2248 특징

• 바이폴라 아날로그 입력 범위: ±10 V, ±5 V

• 8개의 동시 샘플링 입력 채널

• 완전히 통합된 데이터 수집 솔루션

  • 아날로그 입력 클램프 보호

  • 아날로그 입력 임피던스 1 MΩ인 입력 버퍼

  • 2차 앤티앨리어싱 아날로그 필터

  • 온칩 정밀 리퍼런스 및 버퍼

  • 16비트, 200 kSPS ADC (모든 채널)

  • 디지털 필터링을 통한 오버샘플링 기능

• 성능

  • 92 dB SNR, –105 dB THD

  • ±1 LSB INL, ±0.8 LSB DNL

  • 낮은 전력 소비: 작동 모드에서 150mW, 대기 모드에서 30mW

  • 아날로그 입력 ESD 최대 8 kV

  • 전체 제품 엄격한 신뢰성 시험을 거침

03 솔루션 개요

최근 몇 년간 글로벌 차원의 탄소중립 추세 속에서 신에너지차 시장이 폭발적인 성장을 이루며, 전기차용 배터리 설치량이 지속적으로 증가하고 있습니다. 배터리 포밍(formation)과 용량 등급 분류는 배터리 제조 공정의 핵심 단계이며, 대용량 파워 배터리 생산을 위해 배터리 제조사들은 포밍 및 등급 테스트(BFT) 장비에 대해 더욱 높은 요구를 하고 있습니다.

1. 더 높은 전류 성능을 달성하기 위해 다중 채널 병렬 운전이 필요합니다.

2. 저비용 직렬 충전 방식을 지원해야 하며, 이는 높은 공통 모드 전류 및 전압 측정 기능을 요구합니다.

3. 배터리 포밍 및 등급 분류 과정에서는 보다 정밀한 전압 및 전류 측정이 요구되며, 일반적으로 정확도는 약 0.05% 수준입니다.

4. 낮은 비용과 높은 신뢰성

더 유연한 디지털 폐루프 토폴로지 아키텍처는 현대 BFT 장비의 요구 사항에 더 잘 부합된다. 이러한 아키텍처를 통해 높은 전류 테스트 성능을 달성하기 위한 다중 채널 위상 이동 병렬 동작을 보다 용이하게 구현할 수 있다. 일반적으로 이러한 솔루션은 배터리 전압과 전류를 샘플링하기 위해 고정밀 다중 채널 동기식 SAR ADC를 필요로 한다. ADC의 전체 온도 범위에 걸친 샘플링 정확도는 전체 BFT 시스템 정확도에 영향을 주는 핵심 요소가 된다. 대표적인 회로 토폴로지가 도면에 나와 있다.

04 제품 장점

요약하면, 오버샘플링이 없더라도 CM2248은 최대 92dB의 SNR을 달성하여 BFT 장비가 더욱 정밀한 전압 및 전류 조절을 구현할 수 있게 합니다. 낮은 THD와 뛰어난 INL 성능은 보다 안정적인 디지털 클로즈드 루프 제어 시스템을 구현하는 데 기여합니다. CM2248은 배터리 형성 및 등급 분류 응용 분야에서의 고정밀 샘플링에 매우 적합하며, 그 성능은 ADI의 AD7606과 TI의 ADS8588과 직접적으로 비교할 수 있습니다.