DS2760或DS2761電池監(jiān)測器在多節(jié)電池中的應(yīng)用

DS2760和DS2761電池監(jiān)控和保護(hù)器是電池管理IC，主要用于單節(jié)鋰離子電池組應(yīng)用。雖然這些器件主要設(shè)計用于單電池應(yīng)用，但也可用于多電池應(yīng)用。本應(yīng)用筆記向用戶演示如何在多節(jié)電池應(yīng)用中使用DS2760或DS2761，包括對多節(jié)電池環(huán)境中器件功能進(jìn)行必要的修改和限制。給出了一個示例電路以及DS2760或DS2761電池監(jiān)測器的推薦器件配置。

介紹

DS2760高精度鋰離子電池監(jiān)測器的工作范圍使其可用于單節(jié)鋰離子或鋰聚合物電池組或2節(jié)或3節(jié)鎳電池組。然而，許多應(yīng)用需要在串聯(lián)堆棧中提供更多電池。在這些應(yīng)用中，DS2760可用作電量計IC，從而充分利用DS2760的許多特性，包括集成25mΩ檢測電阻、溫度/電壓/電流測量、電流累積（庫侖計數(shù)）、32字節(jié)EEPROM和單線通信接口。DS2760唯一不能用于多節(jié)電池的應(yīng)用特性是集成在Li封裝中的保護(hù)器和SWAP功能。本應(yīng)用筆記介紹了DS2760在帶有外部保護(hù)器的多節(jié)電池應(yīng)用中的應(yīng)用，例如用于2節(jié)鋰電池的Mitsumi MM1292。

圖1的原理圖說明了DS2760在多電池應(yīng)用中的可能用途。連接到DS2760的無源器件對于適當(dāng)?shù)臑V波和ESD增強(qiáng)是必要的，如DS2760數(shù)據(jù)資料所示。請參考您正在使用的特定LDO和保護(hù)器的規(guī)格，了解推薦的原理圖。DS2760/LDO必須位于保護(hù)器的接觸側(cè)（而不是單元側(cè)）。

圖1.DS2760采用2節(jié)鋰離子/鋰聚合物電池組的原理圖示例

描述

在DS2760的推薦電源電壓范圍內(nèi)，器件必須由輸出電壓為3.0V至4.0V的LDO供電（Vdd），例如Maxim MAX1726EUK33。圖1中的原理圖假設(shè)使用包含內(nèi)部25mΩ電流檢測電阻的DS2760。否則，DS2760的SNS和VSS節(jié)點之間需要低阻抗外部檢測電阻。請參考DS2760數(shù)據(jù)資料，為您的應(yīng)用選擇合適的外部檢測電阻。圖1的原理圖與DS2760數(shù)據(jù)資料中推薦的單節(jié)電池應(yīng)用原理圖幾乎相同。下面列出了與數(shù)據(jù)手冊中的原理圖和建議的器件配置的差異。

DS2760的集成保護(hù)器不得用于多節(jié)電池應(yīng)用。因此，CC 和 DC 應(yīng)保持浮動狀態(tài)?？梢允褂萌魏味喙?jié)獨立保護(hù)器，支持 NMOS 或 PMOS FET。獨立的保護(hù)器必須放置在DS2760的電池側(cè)，如圖1所示。

DS2760電源（Vdd）必須由LDO供電，在所有可能的輸入電壓范圍內(nèi)輸出電壓規(guī)格為3.0V至4.0V。該電壓范圍比DS2760的工作范圍窄，因此DS2760不會因保護(hù)器違規(guī)而進(jìn)入睡眠模式。電容C3可能需要更改，具體取決于所選的特定LDO（有關(guān)推薦的輸出電容，請參閱LDO規(guī)范）。LDO VSS和DS2760 VSS應(yīng)處于相同的電位，使得保護(hù)器位于DS2760/LDO電路的電池側(cè)。

DS2760的SWAP特性不能用于多節(jié)電池應(yīng)用。SWAP將充電和放電FET的控制交給DS2760，這在本應(yīng)用中當(dāng)然是不可能的。交換啟用位（SWEN，地址 31h，位 3）必須設(shè)置為 0 才能禁用交換命令。如果應(yīng)用需要同時使用多個Li+電池組，則可以添加機(jī)械開關(guān)，以便在連接擴(kuò)展電池組時物理斷開主電池組。

禁用SWAP后，此配置中的DS2760只能在兩種情況下進(jìn)入睡眠狀態(tài)。如果PMOD位設(shè)置為1（推薦），DQ為邏輯低電平>2秒（電池組斷開），DS2760將恢復(fù)到低功耗休眠模式，停止溫度、電壓、電流和累積電流測量。其次，如果LDO輸出電壓低于DS2760的欠壓門限，DS2760將進(jìn)入睡眠狀態(tài)。獨立的保護(hù)器對電池組中的每節(jié)電池也有一個欠壓門限，當(dāng)達(dá)到該門限時，放電FET將關(guān)斷，從而完全關(guān)斷DS2760和LDO。因此，無論DS2760或獨立保護(hù)器是否檢測到欠壓，DS2760要么恢復(fù)到低功耗睡眠模式，要么在電池電量耗盡時完全關(guān)斷。

當(dāng)安全違規(guī)行為得到糾正后，放電FET將再次導(dǎo)通，DS2760和LDO將上電。當(dāng)PMOD=1時，當(dāng)電池組重新連接且DQ被拉至邏輯高電平時，DS2760將返回到工作狀態(tài)。如果檢測到充電器（PLS>VIN），DS2760也可以退出睡眠模式。但是，使用獨立保護(hù)器時無法檢測到這一點，因此應(yīng)通過將PLS直接連接到VIN來禁用此功能，如原理圖所示。

DQ很可能由主機(jī)系統(tǒng)中的低壓微控制器或ASIC控制。否則，應(yīng)在DS2760的DQ和SNS引腳之間連接4V齊納。如果使用齊納二極管，齊納二極管應(yīng)連接在R1的DS2760側(cè)，以便電阻能夠為齊納二極管和DS2760 DQ I/O提供ESD保護(hù)。

雖然在圖1的原理圖中沒有實現(xiàn)，但可編程I/O （PIO）引腳可用于檢測邏輯電平或鏡像DQ活動（例如，控制振動電機(jī)），只要不違反PIO引腳的I/O規(guī)格。PIO引腳的絕對最大電壓（相對于VSS）為+12V。

總結(jié)

雖然DS2760專為單節(jié)鋰離子或鋰聚合物電池組或2節(jié)或3節(jié)鎳電池組而設(shè)計，但在串聯(lián)電池組中需要更多電池的應(yīng)用中，它可以用作監(jiān)測和電量計器件。在這種應(yīng)用中，DS2760只犧牲了兩個特性，即SWAP和集成保護(hù)器。必須使用外部保護(hù)器和LDO，并且必須禁用DS2760的SWAP功能。此外，DS2760的眾多優(yōu)點可用于多節(jié)電池應(yīng)用，包括集成電流檢測電阻的高精度庫侖計數(shù)、32字節(jié)可鎖定用戶EEPROM、溫度和電流測量、LDO電壓測量、唯一的64位ROM地址、微型倒裝芯片封裝和單線串行通信接口。

審核編輯：郭婷