DS2786是獨立的開路電壓(OCV)電量計,具有專為單節(jié)鋰離子(Li+、Li-ion)電池組設(shè)計的工作范圍。然而,DS2786也可以通過在典型應(yīng)用電路中增加一些額外的元件來用于兩節(jié)電池組。本應(yīng)用筆記詳細介紹了DS2786在2節(jié)電池組中應(yīng)用的電路。
概述
DS2786基于獨立式開路電壓(OCV)的電量計根據(jù)弛豫期后處于開路狀態(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(shè)計用于單節(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)用筆記詳細介紹了只需兩個附加IC即可在兩節(jié)電池組中利用DS2786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在保護器電池側(cè)的兩節(jié)電池組中使用DS2786的電路。圖1所示電路在標準DS2786電路中增加了兩個額外的集成電路: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。
因為兩節(jié)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(wěn)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(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)生意外短路時限制電流。
示例電路以V表示外浮動和 AIN0 和 AIN1 通過電阻連接低電平。如果需要,可以按照DS2786數(shù)據(jù)資料中的說明使用這些引腳。為了增強ESD保護,我們在SCL和SDA上增加了150Ω電阻和5.6V齊納二極管。
操作
當圖1中的電路正常工作時,保護器的直流引腳為高電平。這將MAX1726的/SHDN引腳驅(qū)動至高電平,使能LDO。當LDO使能時,5V輸出變?yōu)橛行В珼S2786使能。直流引腳還驅(qū)動 2N7000 的柵極高電平,該柵極打開 2N7000 并允許 BAT1 電壓電平傳遞到 V在針。當DS2786處于工作模式時,V在對引腳進行采樣,并執(zhí)行基于 OCV 的電量計算法。用戶還可以通過SCL和SDA引腳完全訪問DS2786。
如果發(fā)生放電故障,保護器的直流引腳被驅(qū)動為低電平,這將禁用LDO并關(guān)斷DS2786。2N7000柵極也被驅(qū)動為低電平,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)生過充電情況,保護器的CC引腳被驅(qū)動為低電平,從而打開充電FET。開路充電FET保護LDO免受任何過壓情況的影響,DS2786保持使能狀態(tài)。
考慮
DS2786根據(jù)V處的開路電壓提供電池組容量估算在針。由于圖1中的電路僅測量一節(jié)電池的電壓,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(yīng)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(yīng)為80%。
將 BAT1 電壓饋送到 V 的電流路徑在DS2786的引腳為BAT1電池增加了一個額外的小負載,這是BAT2所沒有的。平均負載電流為V在在實驗室中測量到,當BAT1從2.5V掃描到5V時,從5nA線性增加到9nA。最大 9nA 導(dǎo)致每小時 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,不會損壞電池組。
總結(jié)
DS2786設(shè)計用于單節(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集成電路和一個2μA (典型值)的額外電流消耗。通過實現(xiàn)上述電路,兩節(jié)電池組能夠利用DS2786的所有功能進行基于OCV的獨立電量計。
審核編輯:郭婷
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