電池采樣芯片（AFE）里面有一個(gè)重要功能：斷線檢測(cè)。

它包括檢測(cè)電芯電壓采樣線斷線、溫度采樣線斷線，有的還覆蓋均衡回路斷線，我們重要接觸的是電壓采樣線斷線的場(chǎng)景。

那為何要檢測(cè)采樣線斷線呢？在下圖中，某條采樣線處于斷開(kāi)狀態(tài)，此時(shí)這條采樣線的上下兩個(gè)電芯會(huì)被內(nèi)阻Ri進(jìn)行分壓，也會(huì)采集到一個(gè)“假的”電壓值，但實(shí)際這個(gè)電壓值不能代表電芯的真實(shí)電壓，假如它被當(dāng)做真實(shí)電壓使用，會(huì)造成過(guò)充或者過(guò)放電。

所以在AFE中都集成了斷線檢測(cè)功能，也成為了在功能安全中必不可少的安全機(jī)制，功能確實(shí)很有用。在目前接觸到的幾個(gè)廠家中，斷線檢測(cè)方法大概可以分為兩種：電流源法和電阻分壓法。

廠家：

ADI

NXp

美信

松下

TI

檢測(cè)方法：

電流源

電阻分壓

電阻分壓

電流源

電阻分壓

下面介紹一下電流源檢測(cè)方法原理，下圖為ADI的LTC6804內(nèi)部框圖，它畫(huà)出了斷線檢測(cè)內(nèi)部電路：在選通器的輸出端（ADC輸入端），內(nèi)置了上拉與下拉的電流源，可以等效看做是上拉電阻和下拉電阻。

它的原理是，首先接通上拉電流源，斷開(kāi)下拉電流源，然后進(jìn)行電壓采集，得到12串電芯電壓采樣結(jié)果；然后接通下拉電流源，斷開(kāi)上拉電流源，再得到12串電壓采樣結(jié)果；接下來(lái)對(duì)兩次得到的結(jié)果進(jìn)行相減，假如第（n＋1）節(jié)電芯差值小于－400mV，則判定為Cn斷線。

舉個(gè)例子，假設(shè)所有電芯電壓為4V，當(dāng)C2斷線時(shí)，那么CELLΔ（2＋1）＝CELL3（上拉）－CELL3（下拉）＝（12－V＋）－（12－V－）＝（V－）－（V＋）＜－400mV，即可判斷出斷線故障；

松下的芯片內(nèi)部也是在類似的位置加上下拉電流源，不過(guò)它加的數(shù)量和排布略有不同，判定方法也略有不同。

再來(lái)看一下NXp的方案，它是用電阻分壓的方式來(lái)識(shí)別故障，如下圖所示。

在其內(nèi)部采樣通道上，集成了一個(gè)開(kāi)關(guān)和電阻Rpd，開(kāi)關(guān)S分為奇數(shù)組和偶數(shù)組，同時(shí)只能閉合一組，即S2閉合時(shí)，S1與S3是斷開(kāi)的，反之亦然；AFE去操作兩組開(kāi)關(guān)，去得到兩組采樣值，假如當(dāng)其閉合時(shí)，采到的結(jié)果小于門(mén)限電壓（例如150mV），測(cè)判定為斷線。

舉個(gè)例子，假設(shè)電芯電壓為4V，Rm＝5K，Rpd＝2K，那么圖中紅色圓圈處斷線，根據(jù)電阻分壓，當(dāng)S2閉合、S1S3斷開(kāi)時(shí)，CELL1＝4V，CELL2＝0V，CELL3＞5V；當(dāng)S2斷開(kāi)、S1S3閉合時(shí)，CELL1＝0．7V，CELL2＞5V，CELL3＝0V；因?yàn)镃ELL1和CELL2都出現(xiàn)0V（小于150mV）的值，小于門(mén)限值，故判定為兩個(gè)電芯中間處斷線。

美信是利用內(nèi)部均衡MOS管來(lái)檢測(cè)采樣線斷線，如下圖所示：Rb是均衡電阻，S是內(nèi)部的均衡MOS開(kāi)關(guān)。

它的檢測(cè)方案利用內(nèi)部的均衡電路來(lái)檢測(cè)，也是分為奇數(shù)、偶數(shù)開(kāi)關(guān)兩組，分別采集MOS兩端電壓，采樣后做比較，大同小異。

前面介紹了基本的斷線檢測(cè)原理，其實(shí)這里面還是有一些注意事項(xiàng)的，都要工程師仔細(xì)考慮。

1、電芯采樣線最兩邊的那兩條（第一節(jié)負(fù)、最后一節(jié)正）的檢測(cè)方法有些差別；

2、假如AFE采用專門(mén)的兩條供電線，它們是否可以識(shí)別出斷線？是否影響其他斷線檢測(cè)；

3、考慮兩條線或更多條線同時(shí)斷線，檢測(cè)電路又變成了什么樣子？是否可以識(shí)別出來(lái)？

4、AFE最低幾節(jié)采樣線同時(shí)斷線，是否會(huì)影響AFE正常工作？

5、斷線檢測(cè)的執(zhí)行周期怎么安排？觸發(fā)條件是什么？

總結(jié)：

斷線檢測(cè)是AFE的一個(gè)重要功能，關(guān)于我們來(lái)講，一定要吃透其檢測(cè)原理，再去進(jìn)行調(diào)試，原理其實(shí)很簡(jiǎn)單，但里面比較啰嗦。也有用分立元件去搭檢測(cè)電路的，原理差不多，比較麻煩。