一、概述
JW3376 是一个对多节电池进行监测和保护的 IC，拥有一个用于电压和温度检测的 14bit ADC 和一个用于充放电电流检测的 16bit ADC。电压、电流以及温度等数据的准确获取，对于 BMS 各项功能的正常运转至关重要，本文主要介绍电压、电流和温度数据的获取及转化。
二、电压检测
JW3376 有一个 14bit 的 ADC，用于测量电压和温度。该 ADC 能够测量每一节电池的电压，测量范围为 0-5.0V。在 JW3376 处于正常模式时，ADC 自动打开，此时过压、欠压以及温度保护功能启用。ADC 进行采集时，每个电池电压的测量时间约为 0.64ms，完成一轮完整的数据更新大约需要 12.8ms。
MCU 通过 SPI 读取 JW3376 电压数据的命令为 0x04 和 0x15，其中 0x04 用于读取 Cell 1 到 Cell 9 的电压，具体如下：
{B23[5:0],B22[7:0]} → Cell 1
{B21[5:0],B20[7:0]} → Cell 2
{B19[5:0],B18[7:0]} → Cell 3
{B17[5:0],B16[7:0]} → Cell 4
{B15[5:0],B14[7:0]} → Cell 5
{B13[5:0],B12[7:0]} → Cell 6
{B11[5:0],B10[7:0]} → Cell 7
{B9[5:0],B8[7:0]} → Cell 8
{B7[5:0],B6[7:0]} → Cell 9
命令 0x15 用于读取 Cell 10 到 Cell 16 的电压，具体如下：
{B19[5:0],B18 [7:0]} → Cell 10
{B17[5:0],B16[7:0]} → Cell 11
{B15[5:0],B14[7:0]} → Cell 12
{B13[5:0],B12[7:0]} → Cell 13
{B11[5:0],B10[7:0]} → Cell 14
{B9[5:0],B8[7:0]} → Cell 15
{B7[5:0],B6[7:0]} → Cell 16
获取到电压原始数据后，通过公式 V CELL (V) = ADC CELL * GAIN 计算出每节电池的电压，其中 GAIN 为 0.305。电池电压计算示例如图 1 所示。
图 1 电池电压计算
三、温度检测
JW3376 共有 4 路温度检测，温度检测与电压检测共用一个 14bit 的 ADC，采用 10KΩ、精度为 1% 的 NTC 电阻，由 JW3376 的 TB_1 和 TB_2 的 3.3V为其供电，TS1 和 TS2 为 ADC 采集口，通过 RC 滤波电路对 ADC 采集口进行滤波，温度检测模块原理图如图 2 所示。
图 2 温度检测模块原理图
读取温度数据的命令同样为 0x04 和 0x15，0x04 用于获取 TS1 和 TS2 的电压值，具体如下：
{B5[5:0],B4[7:0]} → TS1
{B3[5:0],B2[7:0]} → TS2
命令 0x15 用于获取 TS3 和 TS4 的电压值，具体如下：
{B5[5:0],B4[7:0]} → TS3
{B3[5:0],B2[7:0]} → TS4
根据 NTC 电阻的 Datasheet，可知温度的转化公式如图 3 所示，其中 R T为 NTC 电阻的阻值。
图 3 温度转化公式
通过温度检测采集到的分压电阻的电压，由如图 4 公式可计算 NTC 电阻的阻值，其中 V TEMP为分压电阻的电压值。
图 4 NTC 电阻阻值计算
四、电流检测
JW3376 有一个 16bit 的 ADC，用于采集电流采样电阻上的电压，电流 ADC 在正常模式下也是一直保持打开，其测量范围为 ±190mV，每 132ms 采样一次，所使用的电流采样电阻阻值为 5mΩ，精度为 1%。
MCU 通过 SPI 读取 JW3376 电流数据的命令为 0x07，在读取到的 DATA 中 bit[15:0] 为充放电电流的 ADC 测量结果。获取到电流 ADC 采集的原始数据后，通过公式 V ISP-ISN (mV) = ADC CURR * GAIN – 200 获取电流采样电阻两端的电压，其中 ADC CURR为电流 ADC 采集的原始数据，GAIN 为 0.0061mV/LSB。获取到采样电阻两端电压后，通过欧姆定律计算充放电电流：I = V/R。电流值为正时，为放电电流，反之为充电电流。采样电阻两端电压计算示例如图 5 所示。
图 5 采样电阻电压计算
五、总结
本文主要介绍了 MCU 如何读取 JW3376 采集到的电压、电流和温度的原始数据，并将其转化为对应的电压、电流和温度的步骤。准确地获取电池包的相关数据，有利于我们更好地监测电池的工作状态。
六、参考文档
1. JOULWATT-JW3376 规格书《JW3376_Datasheet_R0.2_EN》
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