電池采樣芯片（AFE）里面有一個重要功能：斷線檢測。

它包括檢測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，我們主要接觸的是電壓采樣線斷線的場景。

那為什么要檢測采樣線斷線呢？在下圖中，某條采樣線處于斷開狀態，此時這條采樣線的上下兩個電芯會被內阻Ri進行分壓，也會采集到一個“假的”電壓值，但實際這個電壓值不能代表電芯的真實電壓，如果它被當做真實電壓使用，會造成過充或者過放電。

所以在AFE中都集成了斷線檢測功能，也成為了在功能安全中必不可少的安全機制，功能確實很有用。在目前接觸到的幾個廠家中，斷線檢測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方法原理，下圖為ADI的LTC6804內部框圖，它畫出了斷線檢測內部電路：在選通器的輸出端（ADC輸入端），內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，斷開下拉電流源，然后進行電壓采集，得到12串電芯電壓采樣結果；然后接通下拉電流源，斷開上拉電流源，再得到12串電壓采樣結果；接下來對兩次得到的結果進行相減，如果第（n＋1）節電芯差值小于－400mV，則判定為Cn斷線。

舉個例子，假設所有電芯電壓為4V，當C2斷線時，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；

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

再來看一下NXP的方案，它是用電阻分壓的方式來識別故障，如下圖所示。

在其內部采樣通道上，集成了一個開關和電阻Rpd，開關S分為奇數組和偶數組，同時只能閉合一組，即S2閉合時，S1與S3是斷開的，反之亦然；AFE去操作兩組開關，去得到兩組采樣值，如果當其閉合時，采到的結果小于門限電壓（例如150mV），測判定為斷線。

舉個例子，假設電芯電壓為4V，Rm＝5K，Rpd＝2K，那么圖中紅色圓圈處斷線，根據電阻分壓，當S2閉合、S1S3斷開時，CELL1＝4V，CELL2＝0V，CELL3＞5V；當S2斷開、S1S3閉合時，CELL1＝0．7V，CELL2＞5V，CELL3＝0V；因為CELL1和CELL2都出現0V（小于150mV）的值，小于門限值，故判定為兩個電芯中間處斷線。

美信是利用內部均衡MOS管來檢測采樣線斷線，如下圖所示：Rb是均衡電阻，S是內部的均衡MOS開關。

它的檢測方案利用內部的均衡電路來檢測，也是分為奇數、偶數開關兩組，分別采集MOS兩端電壓，采樣后做對比，大同小異。

前面介紹了基本的斷線檢測原理，其實這里面還是有一些注意事項的，都需要工程師仔細考慮。

1、電芯采樣線最兩邊的那兩條（第一節負、最后一節正）的檢測方法有些差別；

2、如果AFE采用專門的兩條供電線，它們是否可以識別出斷線？是否影響其他斷線檢測；

3、考慮兩條線或更多條線同時斷線，檢測電路又變成了什么樣子？是否可以識別出來？

4、AFE最低幾節采樣線同時斷線，是否會影響AFE正常工作？

5、斷線檢測的執行周期怎么安排？觸發條件是什么？

總結：

斷線檢測是AFE的一個重要功能，對于我們來講，一定要吃透其檢測原理，再去進行調試，原理其實很簡單，但里面比較啰嗦。也有用分立元件去搭檢測電路的，原理差不多，比較麻煩。
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