【经验】BMS设计：基于模拟前端(AFE) 芯片ISL78714的外部均衡电路设计

时间： 2019-04-24 来源：世强

技术问答

笔者之前发表了一篇《基于模拟前端(AFE) 芯片ISL78714的采样电路的设计，误差会小于1mV》的文章，作为一个系列，笔者这次介绍一下均衡电路的设计和经验。我们知道目前在电动汽车里面使用的电池在一定程度上存在着差异性，这种差异导致各个电池之间存在着电量相同但电压不同、或者电压相同但电量不同的问题。为了解决这个问题，我们在设计BMS的时候必须要设计一个均衡功能。

模拟前端(AFE) 芯片ISL78714既可以支持内部均衡又可以支持外部均衡，考虑到内部均衡对于中等或高平衡电流是危险的，因为它使BMS IC(所有BMS IC)暴露在可能影响可靠性的应力下。所以笔者在设计中采用了外部均衡的方式。

ISL78714可以支持同时采集14 个电池，所以这颗芯片也可以支持14路均衡。不过在均衡电路的设计时需要注意，通道1-11采用的是11个30V的N沟道的FET，12-14则是采用的3个30V的P沟道的FET，ISL78714通过控制这些FET的开关来控制外部均衡电路的工作。

下面两个图分别是N沟道和P沟道FET对应的外部均衡电路的设计。

图一 P沟道FET外部均衡电路

图二 N沟道FET外部均衡电路

当外部均衡功能打开时，输入到ISL78714的电池电压采集通道的电压几乎为零，可以利用这一特性来检测外部均衡电路是否有问题。当然，这时采集到的电池电压的数值跟电池实际的电压值是不一样的，如果只是为了采集准确的电池电压的话，我们应该关闭电池均衡功能。

为了提高对外部FET配置的失效诊断的检测，在选择均衡的FET时应该选择尽可能小的导通电阻值(RDSON)的器件，这样在均衡时通过测量输入电压可以区分出是哪些器件出了问题，比如：外部器件损坏、低均衡电流使得FET被部分的打开了、或者是电容存在漏电的情况等。这些对硬件故障的实时监测可以确保BMS系统在第一时间发现出问题的地方。

在前面我们还提到了FET的电压，在本设计中选择的是30V的产品，当然有的设计会选择60V的产品，这个主要是成本的考虑。为了更好的支持对热插拔的保护，笔者在设计电路的时候在栅极(G)和漏极(D)之间加了一个1nF的电容，如果选择60V的FET的话就可以不使用这个电容了。

当然，每个具体的项目中由于使用环境的差异，电路的设计也可能有一些差别，希望笔者的设计可以为各位BMS设计者带来一些参考。

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全部评论（2）

serena Lv7. 资深专家 2019-07-01

了解一下
辛巴 Lv8. 研究员 2019-06-26

不错

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Nisshinbo（日清纺）车载用芯片选型指南（中文）

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型号- R1515,R1516,R1513,R1514,NJW4182-T1,R1517,NJU7089,R1518,RP115-A,R1513-K,RP130-A,R3134,R1511,R5109-J,R1510,R1191,NR4250-P,NJG1187KG1,NJW2369,R1513-A,R5109-A,R1190,NSNJ9205,R3120XXXXA-A,R1526,R3151XXXXE-A,R1524,R1525,R3119XXXXA-J,NV3601-P,NJU7077,NJU7870,R1524-K,NA1150,NSNJ9208,NC2905-P,R3500-A,R8156,R1524-A,R8153,R8152,R1273-A,R3500-K,R8155,R8154,RN5T569,R3150XXXXB-J,R8151,RP550,NV3601-Q,R8150,NJG1814MD7,R1245-J,NJG1175KG1,NJU77701,NJG1159PHH-A,RP108,R3154,R3152,NJW4760,R3151,R1260-A,R8160,NJG1801AKGC-A,NJG1182UX2,R1260-K,R1245-A,NJW4106-T1,R3120XXXXE,R3151XXXXF-A,NV3600-P,NJU7890,NSNJ9200A,NV3600-Q,R3120XXXXA,R1540,R5106,R5107,R1525-K,NJG1804K64,R5108,R5109,NJG1150UA2,R5104,R5105,R1540-K,NJG1815AK75-A,R3160,NJU72015,R1525-A,R1272-A,R5114-K,NJW4171-T1,R1540-A,R1272-K,NL6012,R5114-A,R8315XXXXA,NJW4105-T1,RP550-A,NV3601,R8315XXXXB,R8315XXXXE,R1560-A,R8315XXXXF,NV3600,NJG1681MD7,R1276,NJG1669MD7,R1511-K,NJG1155UX2,R1278,R1560-K,NJW4107,NJW1871,NJW4106,NR1640,NJW4105,NR4252-P,NJW4104,R1272,NJM2369,R1511-A,R1273,R8300XXXXA,ND1433,R1270,R1150,R1271,MUSES8920A,R8300XXXXE,R8300XXXXG,NR1640-Q,NR1640-P,NJM41001,NJM41005,R5524,R5115-K,R8359,R8358,NJG1684ME2,R5523,R8355,RN5T5611-K,NJW4116,R8357,R8356,R1163,R1271-A,NJW4110,NR1700-P,NJG1818K75,NJM2815,NJM2816,R1271-K,RP510,R5115-A,NP8700-P,PR550,R1561-A,R3118,R3117,R3116,NJM2904B,R1561-K,NJG1144KA1,NJM8208,R1290,R3152-A,R1170,NJW4203,NR4254,R1294,R1171,R1172,NJM2903,R8360,R3152-K,RN5T569-A,RP108-A,R1278-K,NJU72060,NJU71091,NR4250,R5116-K,NJG1801BKGC-A,NJU71094,NR4252,R3121XXXXE-A,NJM11100-T1,R1500,R1501,R1180,NT1192FAAE1S,R3121,R3121XXXXE-K,R1270-A,NJM2119,R1270-K,R5116-A,R1278-A,NJW4750-T1,R3150XXXXA-J,NP4271,R1517-K,NJM2879-H,R3117-A,R5105-J,RN5C750,RP111-A,R1517-A,RP510-A,R1114,RP510-K,NR4254-P,R3120XXXXE-A,NJW4142,NJW4140,RP111-J,R5105-A,NC2905,NJU77572,NJG1187AKGC-A,R3151XXXXA-A,NC2780-P,NJU8759A,NC2780-Q,NJU7907A,R5117-K,R1245,R3119XXXXE-J,NJG1186PJL,R5117-A,NJW4830,R3150XXXXF-J,RP506-A,NJM11100,NJG1809ME7,NJW4154,RP154,RP506-K,NJU72090,NJM8080,RP171-J,R1518-K,R3154-R,R3116-A,NJU72097,R5106-J,NJG1802K51,NJM8087,NJW4119,R1518-A,RP171-A,R5106-A,R3154-A,R1130,RP506,NJM12884,NJG1173UX2,RP170,RP171,R1276-K,R3151XXXXB-A,NJU77552,R3121XXXXG-A,NJG1801K75,NJM8532,R1276-A,R5110-K,NT1189GDAE3S,R3121XXXXG-K,NJW4133,R1260,NJW4132,R5110-A,NJU7046,NJU7047,NJU77242,RP132-J,NJG1170UX2,R3119XXXXA,NJW4152-BA,R3119XXXXE,R5117,R5107-J,NJG1806K75,RP132-A,NJG1817ME4,R5114,NJW1871A,R5115,R5116,R3160-A,R5110,R5107-A,R5111,R3121XXXXG,R5112,RN5T5611,R3121XXXXA,NP8700,NT1191GEAE3S,NJG1815K75,R3121XXXXE,NJW4182,NJG1169UX2,NJU7367B,R3151XXXXE,R1526-K,R3151XXXXF,R3151XXXXA,R1560,R1561,R3151XXXXB,NJW4868,R3500,R1526-A,NJW1241,NJW1240,R5111-K,NJG1812AMET-A,NJW4750,R3160-K,RP111,R5111-A,RP115,NJU77582,R3118-A,NJW4107-T1,RP154-A,R1211,R5108-J,NJG1161PCD,R5108-A,NC2780,NJW4841,NJG1682MD7,NJU7907B,R3118-K,NR1700,NJU7057,NJW4175-T1,R3121XXXXA-A,NM12884-H,R3121XXXXA-K,R3150XXXXE,R3150XXXXF,R1580,R5112-K,NJU77903,NJM2879,RP130,NJW4175,NP4271-P,RP132,R5112-A,R3150XXXXE-J,NJW4171,R3150XXXXA,R3150XXXXB

选型指南 - NISSHINBO - 2023/3/29 PDF 中文下载

纳芯微电子（NOVOSENSE）信号感知芯片/隔离与接口芯片/驱动与采样芯片选型指南（英文）

描述- NOVOSENSE Microelectronics (NOVOSENSE, SSE Stock Code 688052) is a highly robust & reliable analog and mixed signal Chip company. Since its establishment in 2013, the company has been focusing on sensor, signal chain, and power management, providing comprehensive semiconductor products and solutions, which are widely used in automotive, industrial, information communication and consumer electronic

型号- NSI6602NA-DLAR,NSL21924-Q1,NCA1051,NSI6602VC-Q1SWR,NSI6622NB-Q1SWKR,NCA1051N-Q1SPR,NSM2017,NSI6602NC-Q1SWR,NSM2019,NSM211X,NSI6602A-Q1SWKR,NSM2013,NIRS485,NSIP83086,NSI6622VB-Q1SPOR,NSM2015,NSM2016,NSC9260X,NSHT30-CLAR,NSD1624-Q1SPR,NSM2011,NSM2012,NSI8231,NSI8230,NSD2621C-DQAGR,NSR33XXX,NSC9262,NSC9260,NSI6801LC-DDBR,NSI6602VD-Q1SWKR,NSC9264,NSP1830,NSG65N15K-DQAFR,NST112X,NCA1042C-Q1DNR,NCA1042,NCA1042A-Q1DNHR,NSI8220NX,NSI6622A-DSWKR,NSI6801TB-DDBR,NSD1624-DSPKR,NSP1833,NST7719,NSP1831,NSP1832,NSM1052,NSM1053,NSI8222,NSA2860X,NSI8221,NSI8220,NSE5701 SERIES,NSI6642C-DSPNR,NSM1051,NSI822XC,NSIP8921W1-DSWR,NSI6602MNF-Q1SWTR,NSD11416-Q1STBR,NSI6602VB-Q1SPNR,NCA3491,NSI6642A-DLAR,NSI6602NB-Q1SWKR,NSA2860_TSSOP,NSD1026V,NSI8221CX-DSWR,NSE34050,NCA1043B-Q1DNKR,NCA1044N-Q1SPR,NSIP8944W1-DSWR,NSL21912-Q1,NSM201X,NSI6622A-Q1SPNR,NCA1051N-Q1,NSM2031,NSI6602MNB-Q1SWTR,NSD7310A-DHSPR,NSM2032,NCA1145-Q1SPKR,NSM2033,NSI8210,NSM2034,NST112-DSTR,NSI6601MB-DSPR,NSD1015T,NSI8266CX-DSWR,NSI6602VD-DSWKR,NSI8222CX-DSPR,NSM105X SERIES,NSD1015MT-DSPR,NSC2860X_DQNR,NCA1021S-Q1SPR,NSI8262CX-DSWR,NSPGS2,NCA34XX,NCA3485,NCA1051C,NSI68011C-DSWAR,NSI8221NX,NSI6602NC-DLAMR,NST1002,NSPGS5,NSM211X SERIES,NSI6602VC-DLAMR,NST1001,NCA1042C-Q1,NSI6602A-DLAR,NSI6602ND-DSWKR,NSM105X,NSD16241-Q1SPR,NSI1303M0X,NSM3011,NSPAS3M SERIES,NSI8240CX-DSPR,NSD7312-Q1,NSM3013,NSM3012,NSA2860_SSOP16,NSA2862X,NSI6642B-DSWKR,NSM1071,NSM1072,NSI823XC,NSI6642A-DLAMR,NSD5604N,NSI319X,NSI6642D-DLAR,NSI8100NC,NSI6602B-Q1SWR,NSI6622ND-DSPNR,NSI6601B-DSPR,NSA2860X-QQNR,NSI8210NX,NSI6642D-DSWKR,NSI6602MF-DSWTR,NSD5604E,NIRSP31,NSI6602MNB-DSWTR,NST175,NST1075,NSI6602A-DSPNR,NCA9617A SERIES,NSI68010B-Q1SWAR,NSI1312D,NSI6642B-DSWR,NSI8222NX,NSI6601C-DSPR,NSI6622NB-DLAR,NSIP8841W1-DSWR,NSP1631,NSI8221CX-DSWVR,NSP1632,NSP1630,NSD56008-Q1HTSPR,NSI6622C-DLAR,NSM301X,NSM107X,NSI824XC,NSI6602VA-Q1SPNR,NSI6602ND-DLAR,NSI6801C-DSWFR,NSD3604-Q1,NCA3176,NSI6801MB-DSWVR,NSD3608-Q1QAJR,NSI1312S,NSI6622VB-Q1SWR,NSI6622B-Q1SPNR,NSD5604N-DHTSPR,NSD1624-DLAJR,NSI68011C-Q1SWAR,NSI6602VA-DLAMR,NSI6602NA-DLAMR,NSI6602NB-DSWR,NSD5604E-DHTSTR,NSR35XXX,NSI6622NB-Q1SWR,NSD5604N-Q1HTSPR,NSD1224X,NSI6602C-Q1SPNR,NSI8100W,NSI6622NA-DSPNR,NSIP8844W1-DSWR,NSI6622NB-DSWKR,NSE5702,NSE5701,NSI8100N,NSP183X,NCA1044-Q1DNR,NSI6622NC-DLAR,NCA1021S-Q1DNR,NSI6622VB-Q1SPNR,NCA1044N-Q1DNR,NSD16241-DSPKR,NSI3190,NSI6602VD-DSWR,NPC060N120A-QTOOT,NSI6622NA-Q1SWKR,NSE34050Q,NSD1224LA-DAFR,NSI8241SX,NSI6622NA-Q1SWR,NSI6622NC-Q1SPNR,NSI8231CX-DSWR,NSI1052-DSWR,NSPGL1 SERIES,NSI6622VA-Q1SPOR,NSA2860X_QQNR,NSI6801B-DSWFR,NSI6602B-Q1SPNR,NSI6601WC-DSWVR,NSI6651ASC-Q1SWR,NSC6272,NSI8263CX-DSWR,NSD8310-Q1HTSXR,NSC6273,NSREF31XX,NSI6622ND-DSWR,NSI6622NC-DSPNR,NSI6602NB-DLAR,NSI6602NB-DSPNR,NSA5312,NSI6622VC-Q1SWKR,NSPGL1,NSI6602A-Q1SWR,NSI6622NC-Q1SPOR,NSPGS2 SERIES,NSI6642C-DLAMR,NSR7808,NSI8220WX,NSI8266WX,NSD56008-Q1,NSD5604NE,NSI6622VA-Q1SPNR,NSI6602VB-DSWKR,NSL2161X-Q1,NCA1042BN-Q1SPR,NCA1057-Q1SPR,NCA1043B-Q1,NCA9511,NSI6602A-DSWR,NSC6280,NSI6602NA-Q1SWKR,NSD8308-Q1,NSI6602NC-DSWR,NSI6801TC-DDBR,NSI8242SX,NSI68515AC-DSWR,NSI6602B-DSWKR,NSI6602VD-DLAMR,NPCO60N120A-QTOIT,NSI8220CX-DSWVR,NSI6622NB-DSWR,NST235,NST117,NSI6602VC-DSWKR,NSI6602VC-Q1SWKR,NSI6602MB-DSWDR,NST118,NCA954X SERIES,NSD16242-Q1SPR,NCA9306 SERIES,NCA1044-Q1SPR,NSI6651,NSI6642B-DLAMR,NSI6602C-DSWKR,NSI8240NX,NSE34050 SERIES,NCA1057N-Q1DNR,NSP163X,NSI6602NC-DSPNR,NCA1042BN-Q1,NSI8221WX,NSI66X2,NSI6631ASC-Q1SWR,NSI6602MNC-DSWTR,NCA1042B-Q1DNR,NSI6642,NSI6601C-DSWVR,NIRS2X,NSI6601MB-DSWR,NSI8266SX,NSI6602NB-Q1SPOR,NCA34XX SERIES,NSI6602NC-Q1SPOR,NSD7310A,NSD8306-Q1,NSI6622ND-DLAMR,NSG65N15K,NSD12409-Q1SPR,NSE4250 SERIES,NCA1042CN-DSPR,NSI6602VA-DSWKR,NSI6642D-DLAMR,NCA1051N,NSI6642A-DSWKR,NIRS20N1-DSPR,NIRS21N1-DSPR,NSI6622NA-DLAR,NSC2860X-DQNR,NSI1042-DSWVR,NCA1042C-Q1SPR,NSI6602C-DSWR,NCA1057-Q1DNR,NSI8221CX-DSPR,NPD010N120A-DTOGT,NSI6602VB-Q1SWR,NSI8210CX-DSPR,NSD1026V-QISPR,NSD12416‒Q1,NSI1050-DDBR,NSI8241NX,NSI6602NC-Q1SPNR,NCA1042BN-Q1DNR,NSR10AXX SERIES,NST461,NSD2621X,NCA1042A-Q1,NSI8222WX,NST103,NSI1303D0X,NSI1303E2X,NSI6622A-Q1SWKR,NSI6602VC-DLAR,NSR31 SERIES,NSD16242-DSPR,NCA9555,NSI1052,NSC6360,NSC6362,NSI6622NB-DLAMR,NSI6651ALC-DSWR,NSC6364,NSI6602NA-DSPNR,NSI6622A-DLAR,NSI6622C-Q1SPNR,NCA1042C,NSI8220CX-DSWR,NSI6622C-DSPNR,NSA3166,NCA1042A-Q1SPR,NSIP8941W0-DSWR,NSI6642B-DLAR,NCA1042B-Q1,NSPGD1M,NSPAS3 SERIES,NSD1624-DSPR,NSI6602VA-Q1SWR,NSD1026V-Q1HMSR,NSI8242CX-DSWR,NSI6602MNC-Q1SWTR,NSL2163X-Q1,NST20,NIRS31,NSREF30XX,NCA9545,NSI6622NA-DLAMR,NSI1042,NSI6611,NCA9546,NSI6622B-DSPNR,NCA9306,NCA9548,NSD12416-Q1SPR,NSI6602MC-Q1SWTR,NSI8242NX,NSD8381-Q1QAIR,NSD8308-Q1HTSXR,NCA9617A,NST1001HA,NSI6602VA-DSWR,NSI1303D2X,NSI1050,NSI6601B-DSWVR,NSD7310-DHSPR,NSI6601,NSD731X-Q1,NCA1057N-Q1SPR,NSR7808GXX,NSD7312-Q1HSPR,NSI6602VB-DLAMR,NSI6602MNF-DSWTR,NSD1026V-DHMSR,NSA3300,NSI6602C-Q1SWKR,NSC2860X,NSD11416‒Q1,NSI6622NB-Q1SPNR,NCA1051N-DSPR,NSI6611ASC-DSWR,NSI22C11,NSI8230CX-DSWR,NSI6801B-DSPR,NSI6622A-DSPNR,NSD12409‒Q1,NSD5604NE-DHTSTR,NSPDSX SERI

选型指南 - 纳芯微电子 - April 2024 PDF 英文下载

杭州深谙微杭州深谙微电子科技有限公司（Shen An Micro），总部位于杭州市滨江高新区，并在苏州和深圳设立办事处，是专注于高性能模拟信号感知与控制的模数混合芯片设计企业，国家高新技术企业。自成立以来，公司产品以优异性能、高集成度与高可靠性取得市场认可，广泛应用于智能制造、新能源、通信、医疗、物联网等领域。

模数转换芯片电压基准电池管理芯片模拟前端芯片

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芯海科技公司及产品介绍2022

型号- CS32F003,CS32F003系列,CS32G051,CS1259,CSA37F62,CSU32P20,CSA37F60,CS32F030-RA,CS1256,CS1251,CS1253,CDS8712-QFN24,CSU18F88,CSM37F70,CS32F036,CST92F30,CSU8RP1186B,CS32F035,CS32F030,CST92F36,CS32F031,CS32L010,CS1243,CSU32M10,CST92F32,CSU32M11,CSU38F21,CS1242,CSU38F20,CSU18M91,CSU18M92,CSE7761,CSM37F60,CS32F103,CSU8RP3215,CSU8RP3216,CS32A010,CS1237,CST92F28,CS1239,CST92F25,CPW6010,CS1238,CPW3301,CS1233,CS1232,CPW3101,CPW6410,CS1238DME,CST92P23B,CS1231,CST92P15B,CSU18M68-QFN16,CS32G503,CST85F01,CSU18P88,CS32G020,CUB2010,CS32G021,CSA37F72,CS32F031-RA,CSS34P16,CDS8711-QFN32,CSU18M65,CSA37F71,CSU32P10,CSA37F70,CS1265,CSM84F20,CS8688,CSU18M68,CS1262,CST92P15,CSE7759B,CSU8RP1186,CSU8RP1185,CS32A039,CSU3AF10

商品及供应商介绍 - 芯海 - 2022/4/1 PDF 中文下载

芯海科技闪耀2024苏州电动工具控制与充电技术研讨会，全面展示在智能电动工具领域创新产品与应用实践

8月23日，第七届苏州电动工具控制与充电技术研讨会在苏州尼盛万丽酒店隆重举行。这场技术与创新的盛宴，汇聚了众多业内知名企业和权威专家，共同探讨电动工具控制与充电技术的最新进展和未来趋势。芯海科技以“智控锂速，芯领未来”为主题，全面展示了在智能电动工具领域的创新产品与应用实践。

厂牌及品类发布时间 : 2024-08-27

鹏申科技PB7130/PB7200多串锂电池管理芯片，工温-40至125℃，支持5~13/5~20串电芯应用

PB7130/PB7200是一款用于锂电池管理系统的高精度模拟前端芯片，可进行低成本级联，可广泛用于电动自行车、电动摩托车、电动工具、通信、家庭和风光储能等5~13/5~20串锂电芯BMS系统中。

产品发布时间 : 2023-10-18

杰华特公司介绍

型号- JW57XX SERIES,JW50XX,JW5121,JW7860,JW52XX,JW63XX SERIES,JW3663,JW5213L,JW3665,JW3302,JW7106,JW1168,JW1123,JW5031S,JWH63XX,JW7221,JW5040,JWH70XX SERIES,JW5169B,JW5169C,JW5068A,JW5711A,JW5052C,JW7902,JW5068B,JW5068C,JW51XX SERIES,JW7115S-3,JWH5140,JW7115S-1,JW7115S-2,JW3376,JW5092A,JW3410,JW5711,JW3411,JWH70XX,JW5710,JW50XX SERIES,JW5052S,JW1550,JW5071,JW5250S,JWH7924,JW5222R,JW3370,JWH3515,JW153X,JW5069B,JW5712A,JW5712,JW5069C,JW5716,JW51XX,JWH5140F,JW7801,JW57XX,JW5061,JWH3530,JW7111S,JW7726B,JW5179B,JW1149,JW5702,JW3402,JW36XX,JW5701,JW5179C,JW63XX,JW3510,JWH5125,JW5092,JWH5123,JW5093,JW7110,JW5052,JW5252,JW5168A,JW153X SERIES,JW52XX SERIES,JW120,JW5168C,JW5079B,JW5079C

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【视频】灵矽微高精度BMS模拟前端芯片LS76928/LS76938/LS76958，提供更高性价比解决方案

型号- LS76938,LS76928,LS76958

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类比半导体公司简介

型号- AU6825,OPZ2022,INA201,ADX112,ADX111,ADX92X,CSA230,CSA231,ADX923Q,OPZ504,OPA302,OPA501,OPZ1022,OPZ202,CSD301,OPA101,OPA102,ADX121,OPA503,OPA305,OPA504,ADX122,ADS1292,OPA505,ADS1291,OPA506,ADX160X,LD501,ADX514,ADX515,ADX92XQ,ADX516,ADX922Q,OPA5052,ADS1292R,DR703,AU6805,ADX131,INA101,DR702,ADX920,ADX921,ADX128,ADX922,ADX98X,ADX923,CSD201,CSA2302,ADX921Q,OPZ503,OPZ502,OPZ501,OPZ302,CSD203,IS801,OPZ102,CSD202,CSD205,OPZ3022,INA210,ADS1118,SGM58031,ADX91X,CSD212,IS802,ADX920Q

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