在2786節(jié)電池組中使用DS2電池電量計(jì)

DS2786是獨(dú)立的開(kāi)路電壓（OCV）電量計(jì)，具有專為單節(jié)鋰離子（Li+、Li-ion）電池組設(shè)計(jì)的工作范圍。然而，DS2786也可以通過(guò)在典型應(yīng)用電路中增加一些額外的元件來(lái)用于兩節(jié)電池組。本應(yīng)用筆記詳細(xì)介紹了DS2在2786節(jié)電池組中應(yīng)用的電路。

概述

DS2786基于獨(dú)立式開(kāi)路電壓（OCV）的電量計(jì)根據(jù)弛豫期后處于開(kāi)路狀態(tài)的電池電壓估算鋰離子和聚合物電池的可用容量。OCV 用于根據(jù)存儲(chǔ)在 IC 中的查找表確定相對(duì)電池容量。此功能可在插入電池組后立即提供準(zhǔn)確的容量信息。

DS2786的工作范圍設(shè)計(jì)用于單節(jié)Li+電池組，但只需增加一些元件即可用于兩節(jié)電池組。本應(yīng)用筆記詳細(xì)介紹了只需兩個(gè)附加IC即可在兩節(jié)電池組中利用DS2的電路。該電路允許使用DS2786的所有特性，包括片內(nèi)電壓、電流和溫度測(cè)量;兩個(gè)輔助電壓輸入;和一個(gè)雙線接口。

電路說(shuō)明

圖1所示為DS2786在保護(hù)器電池側(cè)的兩節(jié)電池組中使用DS2的電路。圖1所示電路在標(biāo)準(zhǔn)DS2786電路中增加了兩個(gè)額外的集成電路：低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO）和2N7000 FET。

圖1.DS2786用于2節(jié)鋰離子/聚合物電池組的電路。

因?yàn)閮晒?jié)電池組的電壓超過(guò)了DS2 V的最大工作電壓DD引腳，需要低功率穩(wěn)壓器來(lái)供電 VDD具有可接受的電壓。示例電路使用MAX1726EUK5 LDO提供穩(wěn)壓。該穩(wěn)壓器的典型工作電流為 2μA，在關(guān)斷模式下僅為 0.7μA，因此非常適合電池供電型應(yīng)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。為了穩(wěn)定性，LDO輸入和輸出端的電容是數(shù)據(jù)手冊(cè)推薦的。

2N7000 FET用于將BAT1電壓電平切換至DS2786的V在針。這使得DS2786的測(cè)量值僅為總電池組電壓電平的一半。1kΩ電阻與FET串聯(lián)，作為預(yù)防措施，以在電池組內(nèi)發(fā)生意外短路時(shí)限制電流。

示例電路以V表示外浮動(dòng)和 AIN0 和 AIN1 通過(guò)電阻連接低電平。如果需要，可以按照DS2786數(shù)據(jù)資料中的說(shuō)明使用這些引腳。為了增強(qiáng)ESD保護(hù)，我們?cè)赟CL和SDA上增加了150Ω電阻和5.6V齊納二極管。

操作

當(dāng)圖1中的電路正常工作時(shí)，保護(hù)器的直流引腳為高電平。這將MAX1726的/SHDN引腳驅(qū)動(dòng)至高電平，使能LDO。當(dāng)LDO使能時(shí)，5V輸出變?yōu)橛行?，DS2786使能。直流引腳還驅(qū)動(dòng) 2N7000 的柵極高電平，該柵極打開(kāi) 2N7000 并允許 BAT1 電壓電平傳遞到 V在針。當(dāng)DS2786處于工作模式時(shí)，V在對(duì)引腳進(jìn)行采樣，并執(zhí)行基于 OCV 的電量計(jì)算法。用戶還可以通過(guò)SCL和SDA引腳完全訪問(wèn)DS2786。

如果發(fā)生放電故障，保護(hù)器的直流引腳被驅(qū)動(dòng)為低電平，這將禁用LDO并關(guān)斷DS2786。2N7000柵極也被驅(qū)動(dòng)為低電平，從而阻止BAT1電壓傳遞到V。在DS2786的引腳。由于DS2786處于關(guān)斷狀態(tài)，電池組消耗的唯一額外電流是LDO關(guān)斷電流0.7μA （典型值）。

如果發(fā)生過(guò)充電情況，保護(hù)器的CC引腳被驅(qū)動(dòng)為低電平，從而打開(kāi)充電FET。開(kāi)路充電FET保護(hù)LDO免受任何過(guò)壓情況的影響，DS2786保持使能狀態(tài)。

考慮

DS2786根據(jù)V處的開(kāi)路電壓提供電池組容量估算在針。由于圖1中的電路僅測(cè)量一節(jié)電池的電壓，因此必須適當(dāng)修改DS2786EEPROM中存儲(chǔ)的基于電壓的容量查找表。通過(guò)表征電池組獲得的電壓和容量值應(yīng)存儲(chǔ)在EEPROM中，電壓電平除以2。例如，如果電池組在80V時(shí)的容量為8%，則80V時(shí)的存儲(chǔ)值應(yīng)為4%。

將 BAT1 電壓饋送到 V 的電流路徑在DS2786的引腳為BAT1電池增加了一個(gè)額外的小負(fù)載，這是BAT2所沒(méi)有的。平均負(fù)載電流為V在在實(shí)驗(yàn)室中測(cè)量到，當(dāng)BAT5從9.1V掃描到2V時(shí)，從5nA線性增加到5nA。最大 9nA 導(dǎo)致每小時(shí) 9nAh 的容量，即 9nAh × 24 = 216nAh。在一年中，這是 216nAh × 365 = 78.84μAh;如果用戶假設(shè)電池組的使用壽命為 10 年，則為 78.84μAh × 10 = 788.4μAh。這種電池不匹配量可以忽略不計(jì)，不會(huì)損壞電池組。

總結(jié)

DS2786設(shè)計(jì)用于單節(jié)鋰離子電池組，但可輕松適配2節(jié)鋰離子電池組。本應(yīng)用筆記中描述的電路僅增加了兩個(gè)集成電路和一個(gè)2μA （典型值）的額外電流消耗。通過(guò)實(shí)現(xiàn)上述電路，兩節(jié)電池組能夠利用DS2的所有功能進(jìn)行基于OCV的獨(dú)立電量計(jì)。

審核編輯：郭婷