基于斩波技术的高精度低纹波锂电池电流采样电路设计

《IEEE Access》：A high-precision low-ripple current sampling circuit with Ripple Reduction Loop applied to BMS

　　

摘要：

针对当前锂电池管理系统（BMS）中采样电路的高精度和高可靠性要求，本文基于传统低端电流采样电路，提出了一种高精度、低纹波的电流采样电路。该电路采用三输入对斩波运算放大器作为主运放，并采用斩波技术来减小失调电压。针对斩波调制技术在输出端引入的纹波问题，提出了一种离散纹波抑制环路，该环路可将检测点设置在斩波运放的输出端，以获得更精确的补偿电压。通过时序控制，周期性检测斩波运放输出的纹波并调整补偿电压，从而有效避免相位滞后和环路振荡的风险，实现纹波的深度抑制。同时，抑制了辅助输入对的失配误差。基于0.35μm BCD工艺，本文完成了电路设计与验证。测试结果表明，在典型工艺角（TT）和27°C标准条件下，当输入电压范围为-70mV~160mV时，电流采样电路输出的最大电压纹波为27.2μV，在PVT验证下，电流采样精度误差小于0.35%。