一、背景
在電池管理系統（BMS）中，電壓採樣精度至關重要。電池的性能和安全性直接依賴於對其電壓狀態的準確監測。高精度的電壓採樣能夠及時反映電池的充放電狀態，確保電池在安全範圍內運行，防止過充、過放等情況的發生，從而延長電池的使用壽命。此外，精確的電壓數據還可以幫助 BMS 進行更有效的均衡管理，優化電池組的整體性能，提升能量利用效率。若電壓採樣精度不足，可能導致錯誤的判斷和決策，增加電池故障的風險，甚至引發安全隱患。因此，確保 BMS 電壓採樣的高精度是實現安全、高效電池管理的基礎。
二、問題描述
使用 MC33774A 測量電池電壓時發現誤差較大，與六位半測量出來的電壓相差約 ±40mV，且最後一節電池誤差最大，可達約 100mV，如圖 1 為六位半萬用表和 MC33774A 測量電池電壓的對比。
圖 1 六位半及 MC33774A 測量電壓對比
三、問題分析
- 因運行代碼中包含電壓測量以及斷線檢測部分，為排除其他功能對電壓測量的影響，MC33774A 單獨採用 APP 模式測量電池電壓，結果與圖 1 基本一致。
- 觀察圖 1 中六位半萬用表和 MC33774A 測量的電池電壓數據發現，MC33774A 測得的電池電壓與六位半測得的電池電壓多或少接近 40mV，一種情況是數值比六位半測得多的都在偶數節電池，數值少的都在奇數節電池；另一種情況是多的都在奇數節電池，少的都在偶數節電池。而 MC33774A 的被動均衡是奇偶交替均衡，推測與其被動均衡有關。
- 由於該板未使用 MC33774A 的被動均衡功能，但其初始化代碼中有關於被動均衡功能的配置，因此先將均衡配置相關函數屏蔽，此時使用 MC33774A 測量電池電壓，圖 2 為 MC33774A 測量的電壓值，圖 3 為六位半萬用表測得的電壓值，此時除了最末節電池電壓誤差較大，其餘通道的誤差在 1-2mV。可見均衡確實對 MC33774A 的電壓採樣有影響。
圖 2 MC33774A 測量電池電壓
圖 3 六位半萬用表測量電池電壓
- 查看原理圖，發現 MC33774A 的 CB 引腳通過 1kΩ 電阻直接連接至對應的 CT 引腳，而不是連接至靠近電池端的 CT 輸入，原廠 MC33774A 參考設計中 CB 引腳是連接到靠近電池端的 CT 輸入，如圖 4 所示。將板上 CB 引腳改為通過電阻連接到靠近電池端的 CT 輸入後，再次進行測量，此時所有通道的誤差都在 1-2mV。測量結果如圖 5 所示。
圖 4 CB 引腳通過電阻連接靠近電池端 CT 輸入
圖 5 MC33774A 測量電池電壓
四、總結
將 MC33774A 的 CB 引腳連接電阻的另外一端由直接連到對應 CT 引腳改為連接到靠近電池端的 CT 輸入，這樣 MC33774A 的電壓採樣精度才能正常。對於採用主動均衡而不使用 MC33774A 被動均衡的方案，其 CB 引腳不可直接懸空，需通過 100/470/10000Ω 電阻連接到對應靠近電池端的 CT 輸入，因為浮空電壓可能超過晶片最大 PIN 腳的耐壓值，存在損壞引腳的風險。
五、參考文獻
- pb841502 - MC33774 product brief (0.2).pdf
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