深入理解 AFE 的用法：實現BMS?均衡功能

BMS均衡功能的實現主要靠AFE，它里面集成了均衡控制開關以及相關邏輯電路，給用戶提供了豐富的診斷和控制接口，如下圖（圖片來源于 ADI 的 LTC6810），方框部分即為均衡電路。

AFE提供的均衡接口主要是被動均衡，即通過電阻放電；它可以支持內部均衡與外部均衡兩種（如下圖，來自于 ADI 的 LTC6813）；兩種方式都要把均衡電阻放置在外，但內部均衡可以利用內部的 MOS 管作為均衡通流開關，而外部均衡需要外部再增加一個 MOS 管作為均衡通流開關；基本上每一家的 AFE 都支持兩種方式（TI 比較早的型號除外）。

不同廠家 AFE 之間的均衡功能是有差別的，例如內部均衡時，其過流能力是不一樣的；還有對于外部均衡，外置的 MOS 類型也是不統一的，這些都是因為每個廠家內部的均衡電路略有差異，下面分別介紹一下。

拿 ADI 的 LTC68XX 系列來說，它里面又存在兩種電路：LTC6810 與其他型號的電路不同，LTC6804811813 的內部均衡框圖如下，它內部的均衡通道有一部分是從采樣線回來的，即采樣線濾波電阻 Rm 上面會有電流通過，所以在內部均衡的情況下，它們建議 Rm 阻值不能選太大?？梢园l現，均衡引腳與采樣引腳數量一致。所以，這三個型號很少使用內部 MOS 作為均衡通流開關。

而 LTC6810 的內部是另一種情況，如下圖，它借助外部的相鄰的兩個均衡電阻來作為放電通道，如圖中紅色箭頭所示，均衡電流不從采樣線上面走，這樣比上面優化了很多。這種情況下，均衡引腳與采樣引腳也是一樣多。許多廠家都采用這種方案，如美信、松下等，具體可以參見它們的使用手冊。

上面這種方案存在一個問題，如下圖所示（圖片來自于 LTC6810），當相鄰的多路電芯同時均衡時，中間的均衡電阻上面沒有電流流過，相當于相鄰幾節串聯的電芯只通過上下兩個均衡電組來進行放電，這樣均衡電流很大，此時很容易產生熱量損壞 AFE 或外部均衡電阻。所以可以看到很多廠家上面，均衡通道分為奇數、偶數組，相鄰的通道不能同時打開均衡。

除了上面兩種外，NXP 的 AFE 又是另一種方案：它內部每兩節電芯單獨配置兩個 NMOS，而且多了一個均衡共用引腳；如下圖所示，這樣兩節電芯一組，組與組之間互不干擾，即使全部電芯進行均衡，也不會產生類似上面電流過大的問題。唯一引入的問題就是引腳增多，增大了封裝。

上面介紹了采用內部均衡的方案下，幾種 AFE 的均衡方案原理；下面再遺留一個開放的問題：下圖中，哪種均衡電阻的排布方案比較合適你自己的應用場景？

總結：

今天簡單介紹了幾種 AFE 的被動均衡電路框圖，如果都采用外部均衡 MOS 的形式，就不會涉及上面提到的大電流問題。本文目的是為了深入理解 AFE 的用法，有助于在排查一些意外故障時，可以有所依據；以上所有，僅供參考

審核編輯 黃宇