数字隔离如何应用于电源管理系统

电池管理系统BMS是电动汽车重要的动力控制系统之一。 与电池组紧密结合，时刻检测电池组的电压、电流、温度。 同时，它还进行漏电检测、热管理、电池平衡管理和报警。 提醒、计算剩余容量、放电功率、报告SOC&SOH 状态等，而且根据电池组的电压电流及温度用算法控制最大输出功率以获得最大行驶里程，以及用算法控制充电机进行最佳电流的充电。
从上图可以看出，电池高压侧的电池管理控制芯片需要配合上位机控制系统进行数据传输和控制。 高压侧的电池管理控制芯片和上位机系统一般是两个独立的电气控制系统。 它们之间的数据输出和控制需要电气隔离，包括各种高速数据的传输和其他开关信号的传输。 同时，电池管理系统BMS的信息状态需要与车辆主控制器、电机控制器、能量控制系统、车辆显示系统等进行实时通信。 在电动汽车应用领域，系统之间的信息共享和控制往往是通过CAN总线来实现的，从而使汽车时刻处于安全、稳定、可靠的状态。
目前汽车上的CAN总线连接方式一般对信息传输速率要求比较高。 例如驱动系统采用的高速CAN总线可达500kb/s。 对于中高端汽车和一些公交车，如娱乐系统或智能通讯系统，传输速率更高，可以超过1Mb/s。 高速CAN总线主要用于连接电池管理系统BMS、发动机控制单元、ABS控制单元、安全气囊控制单元、组合仪表等与汽车行驶直接相关的系统。 由于这些系统的信息传输量大，对信息传输速度要求较高，因此CAN总线必须使用高速隔离器进行系统隔离。 
Silicon Labs推出的Si86xx系列数字隔离器支持双向数据传输，非常适合CAN总线隔离； 所有信号输入引脚内部都有施密特触发器，可以很好的处理干扰数据。 
Silicon Labs推出的电容隔离技术，最高速度可达150Mbps，功耗低至1.5mA/通道，传输延迟短至13ns，抖动在350ps以内，MTTF超过60年 ，已完成UL、CSA和VDE认证。 其工作原理如下图所示。 左侧的 Input 用作信号的输入。 信号转换成射频信号后，右边是射频接收处理，接收到的信号通过Output输出。 无线信号的调制频率在2.4GHz左右，不在通信频率范围内。 调制解调信号如图：
产品特性： 
满足5KV要求
UL、CSA、VDE认证
额定工作电压下60年寿命
强电磁抗扰性
2.5 至 5.5 V 电源电压 
独立的双向 SDA 和 SCL 隔离通道 
35mA 反向电流开漏输出 
支持高达 1.7 MH I2C
支持外部系统信号（Si8605、Si8606）的单向隔离通道 
–40°C 至 125°C 温度范围 
共模 50 kV /μs 瞬时 国家免疫 
EC-Q100 资质认证
无铅认证封装：SOIC-8 窄体积封装