摘要：在电动工具、储能电源等中高功率锂电池应用场景中，电池管理系统（BMS）的精度、可靠性和集成度直接决定了产品性能。
一、引 言
在电动工具、储能电源等中高功率锂电池应用场景中，电池管理系统（BMS）的精度、可靠性和集成度直接决定了产品性能。
奇力科技推出的VAS610x系列BMS AFE芯片，凭借高边驱动架构、高集成、自动均衡、高精度16-bit ADC电流检测和超低船运模式功耗，成为电动工具、储能电源等电池管理系统理想解决方案。
本文将通过实测数据，验证VAS610x芯片在DEMO板上的性能表现，包括电压、电流采集精度情况、MOS开关时间、短路保护、低功耗等方面，为后续应用提供参考，同时开源DEMO全部文档资料（详细的PCB、原理图、例程代码、BOM清单等），拿来即用。
二、样机介绍
基于VAS610x系列BMS DEMO
基于VAS610x系列BMS DEMO
1.公布参数
高边驱动架构（VAS6102）：直接驱动高边MOSFET，省去电荷泵外围电路，简化PCB布局（对比传统低边驱动方案节省30%面积）。耐压能力：支持10节串联（45V），VPUMP引脚可承受80V瞬态电压。双ADC高精度采样：电压检测，16-bit ADC，±10mV精度（25℃）。电流检测，独立16-bit ADC，±100μV失调误差，支持±260mV宽量程（可适配1mΩ~5mΩ检流电阻）。低功耗与工作模式：船运模式，2μA功耗。独立运行模式，80μA功耗。正常模式 ，320μA 功耗。待机模式，56μA。均衡功能：提供自主式或主机控制型电池均衡。保护功能：过压，欠压，过温，低温，过流，短路等保护。通讯功能：支持400KHz I2C接口。2.原理图
由于图片清晰度的问题，完整版原理图请在文末获取。
三、样机实测
1.电流采集精度测试
|测试方法：
输入电池组采用电阻分压模拟10串方式，电流采样电阻使用1毫欧，总输入电压39V，分别带载1A/2A/5A/10A，记录实际电流值和VAS610x芯片上位机读取的电流值。
|测试结果：
1A电流：芯片上位机读取的电流值0.96A-0.99A，实际电流0.99A。2A电流：芯片上位机读取的电流值1.94A-1.98A，实际电流1.99A。5A电流：芯片上位机读取的电流值4.29A-4.98A，实际电流4.98A。10A电流：芯片上位机读取的电流值9.90A-9.95A，实际电流9.98A。仪器助手采集
1A电流，芯片采集
1A电流，仪器助手采集
2A电流，芯片采集
2A电流，仪器助手采集
5A电流，芯片采集
5A电流，仪器助手采集
10A电流，芯片采集
10A电流，仪器助手采集
|测试结论：
全量程误差≤3%，10A大电流时精度最优（误差≤0.8%），电流增大时误差反而减小，线性度表现优异。完全满足电动工具和储能系统的精度需求。使用低温漂电阻或者适当加大电流取样电阻还可进一步提升精度。
2.电压采集精度测试
|测试方法：
输入电池组采用电阻分压模拟10串方式，每个电池电压3.60V，总输入电压36V，通过上位机读取芯片采集到的单节电池电压，记录VAS610x芯片上位机读取的单节电池电压和实际电压的区别。
|测试结果：
测量实际电压第一节电池到第十节电池，电压为3.601V。VAS610x芯片上位机读取电压为3.597V-3.611V，误差≤0.3%，电压测量精度表现出色。
仪器助手采集
芯片端电压采集
仪器助手采集
|测试结论：
单节电压测量误差≤0.3%，该芯片凭借出色的电流/电压采集性能，可显著提升锂电池系统的安全性和可靠性，是高要求应用的理想选择。
3.静态电流测试
| 测试方法：
电池总电压37V，分别测试，正常模式、待机模式、独立运行模式、船运模式，记录输入耗电电流大小。
| 测试结果：
正常模式稳定在351uA，待机模式稳定在72.7uA，独立运行模式150uA-183uA，船运模式2.9uA-3uA。
3uA。仪器助手采集
正常模式
待机模式（不打开任何功能）
独立运行模式（使用10K电阻下拉ALONE管脚）
船运模式
|测试结论：
VAS610x芯片静态电流测试展现出卓越的功耗控制能力，船运模式仅3μA的超低功耗表现尤为亮眼，各工作模式电流稳定在合理范围，完美平衡了性能与功耗需求，为锂电池系统提供了高效可靠的低功耗管理解决方案。
4.MOS管开关时间测试
01.放电MOS管开关时间测试
| 测试方法：
BMS正常开机，使用示波器测试放电MOS管VGS电压上升时间和下降时间。
|测试结果：
放电管开启时间为10ms左右，关闭时间为20us左右。
放电管关闭
放电管开启
|测试结论：
VAS610x芯片的MOSFET驱动性能表现出色，实测放电管开启时间10ms、关闭时间20μs，展现出优异的开关响应特性。其中20μs级的快速关断能力为系统提供了可靠的短路保护响应保障，而10ms的平缓开启时间则有效抑制了浪涌电流，完美平衡了系统安全性与可靠性需求，充分满足电动工具等高动态负载应用场景的严苛要求。
02.充电MOS管开关时间测试
| 测试方法：
BMS正常开机，使用示波器测试充电MOS管VGS电压上升时间和下降时间。
| 测试结果：
充电MOS管开启时间为10ms左右，关闭时间为1ms左右。
充电管关闭
充电管开启
| 测试结论：
VAS610x芯片充电MOS管测试展现出优异的开关特性，10ms的平缓开启时间有效抑制充电浪涌电流，1ms的快速关断时间确保充电保护及时响应。
5.短路测试
| 测试方法：
电池组采用电阻模拟10串方式，每个电池电压3.60V，总输入电压36V。B+和B-接入大于3万微法电容提供短路瞬态大电流。芯片上位机设置短路电流50A，正常开机后短接P+和P-，记录短路后MOS等器件有无损坏，短路解除后再次开机电路要能正常工作。
| 测试结果：
短路保护触发灵敏，短路时芯片快速关闭放电MOS管，短路解除后再次开机电路恢复正常工作，MOS管等器件没有损坏现象。
| 测试结论：
VAS6102在短路测试中展现出卓越的防护性能，50A大电流短路时能瞬时触发保护并快速关断MOS管，有效保护电路安全。测试后所有器件完好无损，验证了其硬件保护机制的可靠性，满足高动态负载应用的严苛安全需求。
测试总结：
VAS610X系列芯片凭借其卓越的智能化管理和全方位保护能力，成为锂电池系统的理想守护者。这款芯片不仅实现了无主机自主运行，其创新的多模式设计和超低功耗表现，为电动工具、储能系统等应用提供了安全可靠的电池系统管理解决方案，完美平衡了性能、功耗与成本需求。
本次测试过程中所使用的测试仪器如下：
艾德克斯直流电源
IT6533C是一款高性能，0-120V，6kW，直流大功率电源。该系列电源以其高分辨率、高精度和低噪音的特点，广泛应用于各种工业和实验室环境。IT6533C特别适用于需要稳定和精确直流电源的场景，如电子设备测试、研发实验室、生产线测试等。
艾德克斯负载机
IT8904A是一款高性能直流可编程电子负载，支持4kW功率和八种工作模式，30kHz高速动态模式，具备高精度测量、动态测试、OCP/OPP保护测试及电池放电功能，适用于电源、充电桩等测试场景，并可通过并机扩展功率，提供RS232、USB、LAN等多种通信接口。
仪器助手功率采集器
这是一款仪器助手推出的功率采集器，用于采集直流和交流电压、电流、功率、PF值、频率，还有无线通讯功能，可以和电脑进行连接，电脑端软件能帮助工程师实现各种测试数据分析，转换效率、充放电曲线，电流曲线，功率曲线，电压曲线等功能，是电子工程师的理想测试工具。
普源示波器
普源DS1104Z示波器是一款高性能的数字存储示波器，具备100 MHz带宽、1 GSa/s采样率和四个输入通道，适合进行精确的电子信号分析。它拥有高分辨率的显示屏、多种触发模式以及丰富的数学运算和测量功能。
模拟10串电池板
自制多节电池模拟测试板，采用电阻分压的方式，模拟每节电池的电压，用于BMS芯片模拟前端电压输入，并联多个4700uF电容做短路瞬态电流输出，用于BMS短路保护测试。
五、芯片亮点
来源：城市套路深
