本應用筆記為讀者提供參考電路設計，允許在高壓電池組中使用達拉斯半導體DS2438電池監測器。本文最初設計用于電壓低于10 V的電池組，本文解釋了DS2438監測更高電壓組，同時保持精確的電池電流和電壓測量所需的電路。詳細解釋了基準電壓源電路中每個元件的選擇標準，包括用于選擇適當元件值的公式。此外，還解決了ESD保護和噪聲抑制等其他電路問題。

介紹

達拉斯半導體電池管理 IC 設計用于在便攜式設備的電池組中運行，其中最大電池組電壓永遠不會超過 10 伏。使這些器件適應更高電壓的電池組既簡單又便宜。本應用筆記舉例說明如何將DS2438設計到高壓電路中，同時保持適當的ESD保護和精確的電壓和電流測量。下面詳細介紹了圖1所示電路的每個元件。

圖1.DS2438電路，用于處理大于10伏的電池電壓。

VDD 法規

齊納二極管D2箝位DS2438的電源，防止過壓損壞。D2 的值必須在設備的工作電壓范圍內，在本例中介于 2.4 V 和 10.0 V 之間。建議使用 5.6 伏的值，因為它接近范圍的中間值。由于VDD現在被箝位，VDD引腳的電壓轉換將不再準確反映電池組的真實電壓。VAD引腳應用于所有電壓測量。

電阻R7用于防止限流齊納二極管D2損壞電路。為R7選擇的值必須足夠大，以便在電池電壓達到最大值時保護D2，但又要足夠小，以使DS2438在電池電壓處于最小值時仍能工作。R7 的最小電阻取決于 D2 的額定功率。最小值可以通過以下公式計算：

其中 WD2是齊納二極管D2，V的額定功率ZD是齊納二極管D2和V的反向偏置額定值.max是節點 BAT+ 上的最大可能電壓。同樣，R7 的最大值可以計算為：

其中WD2是整個電路的最大電流消耗，V最小是節點 BAT+ 處的最小可能電壓，VZD是齊納二極管D2的反向偏置額定值。建議R7盡可能大，以限制電路的電流負載以及二極管D2的尺寸和成本。

VAD 引腳測量

電阻R5和R6形成分壓器，將VAD引腳上的最大電壓限制為電壓A/D轉換器的最大輸入電平。R5和R6的值應足夠大，以防止電池上不必要的消耗，但又應足夠小，以使VAD引腳的并聯內部阻抗不會在測量中引起誤差。值為 10kΩ。對于電阻R6，建議使用。因此，電阻R5值的計算公式為：

其中 V.max是節點 BAT+ 和 V 上的最大可能電壓瓦德是電壓A至D輸入的最大范圍（DS10為0.2438 V）。電池組電壓測量應始終從VAD引腳進行，實際電壓可以計算為：

為了進行更高精度的測量，每個單元都可以使用精密電壓基準和存儲在DS2438用戶EEPROM中的乘法器數據進行單獨校準。

ESD保護和噪聲抑制

圖1電路中的其余元件用于DS2438的ESD保護和A/D輸入端的噪聲抑制。它們的值與電路電源電壓完全無關。齊納二極管D1和電阻R4是DQ引腳的推薦ESD保護。電容C1和C2以及電阻R2和R3用于抑制敏感電壓和電流測量引腳上的噪聲。電容C3是IC電壓輸入端的標準旁路電容。電阻R1是測量電流所需的外部檢測電阻。

總結

使達拉斯半導體電池管理IC適應更高電壓電路，需要最少的外部元件。電壓測量的精度可以通過使用精密電阻器或單獨校準每個單元來保持。所有其他器件功能均不受較高電源電壓電平的影響。

審核編輯：郭婷