DS2751 Li+/NiMH電池電量計(jì)IC設(shè)計(jì)用于監(jiān)測單節(jié)鋰離子（Li-ion）或3節(jié)NiMH電池組。然而，通過適當(dāng)?shù)碾娐沸薷模珼S2751電量計(jì)也可用于監(jiān)測2節(jié)鋰離子電池組。本應(yīng)用筆記給出了一個參考電路，可用于使用DS2751電池電量計(jì)測量2節(jié)鋰離子電池組的剩余容量。本文詳細(xì)介紹了電路的關(guān)鍵元件，包括DS2751本身的配置問題。

介紹

DS2751多化學(xué)電池電量計(jì)的工作范圍使其可用于單節(jié)鋰離子/聚合物電池組或三節(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，DS2751仍可用作電量計(jì)IC，將多節(jié)電池電壓分壓至可接受的水平。該方法允許使用DS2751的所有特性，包括集成25mΩ檢測電阻、溫度/電壓/電流測量、電流累積（庫侖計(jì)數(shù)）、32字節(jié)EEPROM和單線通信接口。

概述

圖1中的原理圖給出了DS2751在兩節(jié)電池應(yīng)用中的可能解決方案。雖然AN131中所述的基本電量計(jì)不需要，但本電路提供了一種測量雙電池電壓的方法。在本應(yīng)用中，PIO用于切換比較器輸出，以驅(qū)動電阻分壓網(wǎng)絡(luò)上的電源軌之一。PIO 低時，電壓為 V在是雙節(jié)電池電壓的一半，PIO 高時，V在為 0V。為了給DS2751提供恒定功率，需要低壓差穩(wěn)壓器（LDO）將雙節(jié)電池電壓降壓至可接受的水平。還需要雙電池保護(hù)器來保護(hù)電池免受故障條件的影響。如原理圖所示，該電路的所有元件必須位于保護(hù)器的接觸側(cè)（而不是電池側(cè)）。

圖1.DS2751采用2節(jié)Li+/聚合物電池組。

詳細(xì)說明

DS2751的推薦電源電壓范圍為2.5V至5.5V，因此必須相應(yīng)地選擇LDO輸出電壓。LDO還必須具有低靜態(tài)電流，并能夠處理多電池組提供的輸入電壓。MAX1726具有5V輸出，滿足所有標(biāo)準(zhǔn)。它支持一個 12V 的最大輸入電壓，并吸收 2μA 的電源電流。使用5V輸出是因?yàn)長DO效率隨著輸入電壓增加到輸出電壓以上而降低。當(dāng)標(biāo)稱輸入電壓為7.6V時，這是最佳輸出電壓。5V 輸出還確保 VDD電壓保持在 V 以上在適用于所有條件的電壓。為防止DS2751數(shù)據(jù)丟失，MAX1726的SHDN引腳應(yīng)連接至輸入電壓，如圖1所示。這將確保MAX1726不會進(jìn)入關(guān)斷模式，從而切斷DS2751的電源。建議使用 1μF 輸入和輸出電容器。請參考MAX1726數(shù)據(jù)資料，了解特定應(yīng)用的電容選擇。

DS2751電壓寄存器（地址0Ch和0Dh）的最大報告電壓為4.99V。因此，需要分頻方案將電池組電壓降至可測量水平。為此，使用兩個精密100kΩ電阻將堆棧電壓分成兩半。對于電池供電應(yīng)用，電阻的恒定直流電流消耗將令人望而卻步，因此使用比較器來打開和關(guān)閉電流。TLV3701 毫微功耗比較器用于開關(guān)，因?yàn)樗梢猿惺芨哌_(dá) 16V 的電源電壓，并列出了 560nA 的典型電源電流。DS2751漏極開路PIO引腳用作比較器開關(guān)的控制引腳。如果DQ線低電平超過2秒，或者DS2751進(jìn)入睡眠模式，PIO引腳自動變?yōu)楦咦钁B(tài)。LDO輸出的100kΩ上拉電阻確保PIO在此狀態(tài)下為邏輯高電平。另一個比較器輸入連接到堆棧中底部電池的正極端子。這種配置在兩個PIO邏輯電平的比較器輸入端產(chǎn)生差分電壓。從PIO到地的47pF電容有助于在PIO被驅(qū)動為低電平時阻止負(fù)下沖。

當(dāng)比較器輸出為低電平時，電壓為V在為 0V。因此，必須禁用欠壓休眠使能（UVEN）功能，否則DS2751將永遠(yuǎn)無法轉(zhuǎn)換到有源模式。要禁用 UVEN，請將值 0 寫入地址 31h 的第 3 位。當(dāng)需要電壓測量時，特殊功能寄存器中的PIO位（位6，地址08h）設(shè)置為0，后跟至少6.8ms的延遲。此延遲對于DS2751更新電壓寄存器以V處的新電壓是必要的在針。讀取電壓寄存器后，PIO位設(shè)置回1。電池組總電壓的計(jì)算方法是將電壓寄存器值乘以2。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在加倍電壓寄存器值上額外增加0.1V，產(chǎn)生的電池組電壓精確到99%。需要額外的0.1V電壓來考慮從比較器正電源軌到比較器輸出的壓降。

為了保護(hù)電池組，可以使用任何支持 NMOS 或 PMOS FET 的多電池獨(dú)立保護(hù)器。獨(dú)立的保護(hù)器位于DS2751的電池側(cè)，如圖1所示。使用此配置時，如果發(fā)生故障，所有外部組件的電源將通過保護(hù)FET斷開。當(dāng)故障條件得到糾正時，放電FET將再次導(dǎo)通，所有組件將上電。只要禁用UVEN功能，DS2751只能在一種情況下進(jìn)入睡眠狀態(tài)：如果PMOD位設(shè)置為1（推薦），DQ在2秒內(nèi)邏輯低電平>（電池組斷開）。這導(dǎo)致DS2751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。重新連接電池組并將DQ拉高電平可使DS2751返回工作模式。

圖1所示的配置假設(shè)內(nèi)部為25mΩ檢測電阻。請參考DS2751數(shù)據(jù)資料，為您的應(yīng)用選擇合適的外部檢測電阻。包括圖1所示的所有其他無源元件，用于濾波和ESD保護(hù)，如DS2751數(shù)據(jù)資料所示。

總結(jié)

雖然DS2751專為單節(jié)鋰離子/鋰聚合物電池組或三節(jié)鎳電池組而設(shè)計(jì)，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(jì)設(shè)備。必須在完整解決方案中增加一個比較器和LDO，但建議的元件僅增加2.6μA的電源電流。禁用UVEN功能后，DS2751的眾多優(yōu)點(diǎn)可用于多節(jié)電池應(yīng)用。優(yōu)點(diǎn)包括帶集成電流檢測電阻器的高精度庫侖計(jì)數(shù)、32 字節(jié)可鎖定用戶 EEPROM、溫度、電壓和電流測量、唯一的 64 位 ROM 地址和單線串行通信接口。

審核編輯：郭婷