一起做一下BMS的最差情況電路分析(WCCA)（上）

今天一起學習下最差情況電路分析（WCCA）怎么做，里面有些事情是我們實際下手做了才知道。

首先看下這個標準《GJB/Z 223-2005?最壞情況電路分析指南》，這個標準定義了WCCA相關(guān)背景概念，也是我們能找到的比較對口的參考材料；具體地，里面介紹了計算WCCA的幾個方法，并給出了實例，包括極值法、平方根法、蒙特卡洛方法。

上面的標準建議大家仔細閱讀下，接下來我們找個電路來做下WCCA，就拿典型的高壓采樣電路來講，如下圖：此電路分壓電阻為5個1MΩ，采樣電阻為5.1KΩ，分壓后由BJB芯片采樣，假設(shè)輸入電壓為1000V。

接著我們把這三種關(guān)鍵器件的BOM自己定義一下：例如選用YAGEO的AC普通車規(guī)厚膜電阻為例，BJB選擇常用的2950，簡要看下怎么計算。

做WCCA的主要核心邏輯為三點，如下：

1、建立電路中關(guān)鍵器件參數(shù)公差表

2、建立電路輸出性能與參數(shù)的函數(shù)關(guān)系

3、在參數(shù)的公差范圍內(nèi)，計算輸出最大值和最小值

那么我們首先要建立上面這些關(guān)鍵器件的公差表，對于電阻來講其關(guān)鍵參數(shù)是阻值，對BJB來講關(guān)鍵參數(shù)是ADC的精度；公差表的建立方法可參考降額標準的附錄B，里面講述了引起器件參數(shù)變化的因素有兩種類型：隨機性變化與偏置性變化，處理時將隨機性偏差當成正態(tài)分布處理，即求取其平方根值，偏置性偏差直接代數(shù)累加，最終再將二者相加。

標準中實際舉例如下圖：針對電容的容值做了一個公差表，其中將影響容值的各個主要因素做了一個羅列，并分成偏置性偏差與隨機性偏差兩種，填寫上具體數(shù)值，最終得到電容的最大值與最小值。

我們按照此思路來具體計算一下，先看下AC系列電阻影響阻值的因素有哪些；在其規(guī)格書中列出了很多阻值變化的影響因素，這里就需要做一個取舍，如果把所有因素都考慮進來的話精度會很差，過于嚴苛也沒有實際應(yīng)用意義，所以可以考慮實際會遭遇到的因素，例如初始阻值誤差、溫漂、焊接后的阻值漂移、老化等，這些量值都可以在規(guī)格書中找到；需要說明的是影響因素的取舍需要各自結(jié)合實際來判斷，這里給不出嚴格意義上的標準。

接著我們也同樣做一個公差表出來，下表是1MΩ電阻的公差表：其中初始阻值為±0.5%，焊接和老化直接從規(guī)格書中得到；溫漂的話需要轉(zhuǎn)換一下，按照±100ppm/℃、最大溫差65℃來計算，得到±0.65%；除此之外，對于分壓電阻還要考慮一個電壓系數(shù)，一般為負值，這里假設(shè)是-20ppm/V，那么每個電阻分壓100V就對應(yīng)偏差為-0.2%；如果是5.1KΩ采樣電阻的話，電壓系數(shù)基本可以不考慮；最終把這些值按照前面的規(guī)則疊加在一起，就得到了最小最大值。

我們再看下得到的最差值，本來是0.5%精度的電阻，疊加主要影響因素之后，阻值精度就達到了將近1.5%，這個確實是比較出人意料的哈。

假如我們選擇YAGEO的車規(guī)薄膜電阻AT系列，做相同的計算得到下表：AT薄膜電阻我們可以選擇到精度±0.1%，溫漂±25ppm/℃，而焊接與老化后的偏差更低，電壓系數(shù)也更低，最終得到的阻值精度最差大概為0.4%，所以這個就是我們之前多采用薄膜電阻來做高壓采樣的原因（除了電化學腐蝕這個缺點外，薄膜電阻的精度優(yōu)勢太大了）。

然后是BJB的ADC采樣誤差計算，從BJB的規(guī)格書中可以得到其ADC影響精度的各個因素大小，還提供了1V以上的總誤差（TME），如果為了省事可以直接采樣TME誤差，但如果未提供TME誤差，那需要按照前面的方式，將主要影響因素做疊加；ADC精度的主要影響因素有增益、失調(diào)電壓、非線性和噪聲，這里不展開，直接采取TME誤差的±0.2%來計算。

總結(jié)：

篇幅原因，后面再接著寫吧，今天就洗洗睡了；以上所有，僅供參考。