DS2786是獨立的開路電壓(OCV)電量計,具有專為1節鋰離子(Li+)電池組設計的工作范圍。不過,DS2786也可用于兩節電池應用,只需在典型應用電路中增加一些額外的元件即可。本應用筆記詳細介紹了在2節Li+電池組主機側使用DS2786的電路。
概述
DS2786獨立式開路電壓(OCV)電量計根據弛豫期后處于開路狀態的電池電壓估算鋰離子(Li+)和鋰聚合物(Li+-Poly)電池的可用容量。OCV 用于根據存儲在 IC 中的查找表確定相對電池容量。此功能可在插入電池組后立即提供準確的容量信息。
DS2786的工作范圍設計用于1節Li+電池系統,但也可用于2節電池系統。本應用筆記詳細介紹了只需增加一個IC即可在2節電池系統的主機側使用DS2786的電路。該電路允許使用DS2786的所有特性,包括片內電壓、電流和溫度測量;兩個輔助電壓輸入;和一個雙線接口。
電路說明
圖1所示為DS2786在2節電池主機系統中的應用電路。所示原理圖包括一個額外的IC——低壓差(LDO)線性穩壓器——以及一些采用標準DS2786電路的分立元件。
圖1.DS2786位于2節Li+/Li-Poly電池應用的主機側。
因為兩節電池組的電壓超過了DS2786 V的最大工作電壓DD引腳,需要低功率穩壓器來供電 VDD具有可接受的電壓。示例電路使用MAX1726EUK5 LDO提供穩壓。該穩壓器的典型工作電流為 2μA,關斷模式電流消耗僅為 0.7μA,因此非常適合電池供電型應用。5V版本的LDO用于確保DS2786的V電壓DD引腳保持大于 V在針。為了保持穩定性,建議使用LDO輸入和輸出端的電容。如果使用不同的LDO,則V處的電壓DD引腳應保持在 V 以上在適用于所有情況。
2節電池組電壓也必須降低到V可接受的水平在針。電阻R2和R3產生一個分壓器,可用于輕松地將電池組電壓分頻為2。使用這種方法,V在PIN 測量總電池組電壓的一半。
雖然電池電量測量不是必需的,但示例電路以V表示外驅動兩個分壓器電路。電阻R0和電池組識別電阻器為AIN0提供電壓源和識別不同電池組的方法。電阻R1和熱敏電阻為AIN1提供電壓源和測量電池組溫度的方法。V外、AIN0 和 AIN1 可用于任何其他目的,或者根本不使用。
考慮
DS2786根據V處的開路電壓提供電池組容量估算在針。由于圖1中的電路僅測量電池組電壓的一半,因此必須適當修改DS2786EEPROM中存儲的基于電壓的容量查找表。通過表征電池組獲得的電壓和容量值應存儲在EEPROM中,電壓電平除以2。例如,如果電池組在8V時的容量為80%,則4V時的存儲值應為80%。
由電阻R2和R3形成的分壓器要求系統設計人員最大限度地降低電池負載,同時仍保持精確的電壓測量值為V。在.增加電阻值會降低電流消耗,但會增加輸入電阻引起的電壓誤差(R在) 的 V在.表1顯示了三個示例電阻值,以及電流負載和最壞情況下電壓誤差計算。電池容量和電壓的查找表值是DS2786的默認值。在所有情況下,測量誤差在大約3.67V至4V時最大,其中電池電壓放電曲線保持相當平坦。表1僅考慮了R的最壞情況值引起的測量誤差在(最小 15MΩ)與 R2 和 R3 并聯。R2至R3電阻差異可能產生其他誤差,建議R2和R3始終從同一電阻批次填充。
表 1.不同分壓器值的誤差計算
R2 = R3 = 50kΩ, R在= 15MΩ |
R2 = R3 = 100kΩ, R在= 15MΩ |
R2 = R3 = 200kΩ, R在= 15MΩ |
|||||||||||
VIN RThevenin 24958.403 |
VIN RThevenin 49833.889 |
VIN RThevenin 99337.748 |
|||||||||||
DS2786 默認查找表值 |
電壓測量誤差 0.00166389 |
電壓測量誤差 0.00332226 |
電壓測量誤差 0.00662252 |
||||||||||
容量(%) | 電池電壓 (V) | Δ 容量 (%) | Δ 電壓(毫伏) | Δ 容量/Δ 電壓 | 最大 V在誤差(毫伏) | 最大容量誤差 (%) | 最大電流 (μA) | 最大 V在誤差(毫伏) | 最大容量誤差 (%) | 最大電流 (μA) | 最大 V在誤差(毫伏) | 最大容量誤差 (%) | 最大電流 (μA) |
100 | 4.17114 | 9.5 | 84.23 | 0.11279 | 6.94 | 0.78 | 83.42 | 13.86 | 1.56 | 41.71 | 27.62 | 3.12 | 20.86 |
90.5 | 4.08691 | 5.5 | 45.17 | 0.12177 | 6.80 | 0.83 | 81.74 | 13.58 | 1.65 | 40.87 | 27.07 | 3.30 | 20.43 |
85 | 4.04175 | 5 | 36.62 | 0.13653 | 6.73 | 0.92 | 80.83 | 13.43 | 1.83 | 40.42 | 26.77 | 3.65 | 20.21 |
80 | 4.00513 | 27.5 | 174.56 | 0.15754 | 6.66 | 1.05 | 80.10 | 13.31 | 2.10 | 40.05 | 26.52 | 4.18 | 20.03 |
52.5 | 3.83057 | 27.5 | 78.13 | 0.35200 | 6.37 | 2.24 | 76.61 | 12.73 | 4.48 | 38.31 | 25.37 | 8.93 | 19.15 |
25 | 3.75244 | 15 | 79.35 | 0.18905 | 6.24 | 1.18 | 75.05 | 12.47 | 2.36 | 37.52 | 24.85 | 4.70 | 18.76 |
10 | 3.67310 | 5 | 53.71 | 0.09309 | 6.11 | 0.57 | 73.46 | 12.20 | 1.14 | 36.73 | 24.33 | 2.26 | 18.37 |
5 | 3.61938 | 5 | 433.35 | 0.01154 | 6.02 | 0.07 | 72.39 | 12.02 | 0.14 | 36.19 | 23.97 | 0.28 | 18.10 |
0 | 3.18604 |
總結
DS2786設計用于1節Li+電池組,但可輕松調整為2節電池主機側的電量計數據。本文所述的電路僅包含一個附加IC和一些標準DS2786電路的分立元件,因此可以在2節電池應用中工作。通過實現上述電路,兩節電池應用能夠利用DS2786的所有特性進行基于OCV的獨立電量計。
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