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在多节电池组应用中使用DS2755电池电量计 DS2755锂离子/镍氢电池电量计IC设计用于监视单节锂离子(Li+)电池或3节镍氢(NiMH)电池组。只要对电路进行适当的更改，DS2755还可用来监测2节Li+电池组。本应用笔记描述了这样一个参考电路，可用DS2755监视多节电池组的电压、电流、剩余容量和温度等。详细讨论了重要元件的设计，以及DS2755自身的配置问题。 介绍 DS2755高精度电池电量计的工作电压范围适合于单节锂离子/聚合物电池，或2到3节镍氢电池组。但是，还有很多应用需要更多节的串连电池组。只要将多节电池的电压降到一个适当的水平，DS2755仍能在这些应用中用作电量计IC。采用这种方法后，DS2755的所有功能仍然有效，包括快照模式、可编程中断、温度/电压/电流测量、电流累计(库仑计数)、96字节EEPROM及1-Wire通信接口等。 概述 正如应用笔记Lithium-Ion Fuel Gauging with Dallas Semiconductor Battery Monitor ICs中所描述的，尽管对于基本的电量计量功能而言不是必需的，DS2755在2节电池的应用中仍然可以被用来测量电池电压。图1给出了可能的解决方案，其中PIO用来切换比较器的输出，驱动电阻分压网络至比较器的电源电压或地。PIO为低时，VIN上的电压为双节电池电压的一半；PIO为高时，VIN为0V。为了向DS2755提供恒定电源，需要一个低压差线性稳压器(LDO)来使双节电池电压降到一个合适的电平。还需要一个双节电池保护器来保护电池组，避免故障状态危及电池安全。如原理图所示，所有电路应该安排在保护器的外侧(相对于电池侧)。 图1. 在2节锂离子/聚合物电池组中使用DS2755电量计
详细说明 DS2755的建议电源电压范围是2.5V至5.5V，可据此来选择LDO的输出电压。LDO必须具有低静态电流，且还要能够处理多节电池组提供的输入电压。5V输出的MAX1726 LDO可满足所有这些条件，它支持12V最大输入电压，仅消耗2µA电源电流。采用5V输出是因为当输入电压超过输出电压并上升时，LDO的效率随之降低。因此，对于7.6V的额定输入电压，5V输出电压是最佳选择。为防止DS2755中的数据丢失，MAX1726的SHDN引脚应连接到输入电压，如图1所示，以确保MAX1726不进入关断模式，关掉DS2755的电源。数据手册中推荐的输入和输出电容是1µF。特定应用中电容的选择请参考MAX1726数据资料。 比较器输出为低电平时，VIN上的电压为0V。因此，欠压休眠功能(UVEN)必须被禁止，否则，DS2755将无法被激活。向地址31h的bit 3写入0可以禁止UVEN。需要测量电压时，设置特殊功能寄存器中的PIO位(地址08h，bit 6)为0，随后，至少延迟6.8ms。这个延迟是DS2755更新电压寄存器为新的VIN引脚电压所必需的。读完电压寄存器后，再将PIO位设置回1。将电压寄存器的值乘以二可得到电池组的总电压。实验结果表明，将电压寄存器的值乘二后再加0.1V，可得到1%精度的电池组总电压测量精度。这个额外的0.1V用来补偿比较器正电源到输出的电压降。对于“快照”工作模式，在发出"Sync"功能指令[D2h]之前，PIO必须保持为低。以确保在“快照”中记录下真实的电压值。 电池组保护可采用基于nMOS或pMOS的任何独立式多节保护器。独立式保护器被安排在DS2755靠近电池的一侧，如图1所示。在这种结构中，若有故障发生，保护FET将切断供给所有外部元件的电源。故障解除后，放电FET接通，所有元件的供电恢复。只要UVEN功能已被禁止，DS2755就能返回激活模式。在UVEN被禁止时，只有在PMOD位被设置为1(推荐)，且DQ保持逻辑低电平的时间超过2秒(电池组断开)，DS2755才会进入休眠模式。进入低功耗休眠模式时，DS2755停止对温度、电压、电流和累计电流的测量。重新连接电池组并将DQ拉至高电平，可使DS2755返回激活模式。 图1中的配置包含了最低要求的ESD保护。若需更可靠的ESD电路，请参考DS2755数据资料。 总结 尽管DS2755是专为单节锂离子/聚合物电池或2至3节NiMH电池组的应用设计的，它也可以被用在包含更多电池的电池组中，作为监视和电量计量元件。需要增加一个比较器和LDO来实现完整的方案，不过，推荐元件仅增加了2.6µA的电源电流。除了UVEN功能被禁止外，DS2755的大多数功能仍可以用在多节电池组应用中。其中包括：高精度库仑计，96字节的EEPROM，温度、电压及电流测量，唯一的64位ROM地址，快照模式，以及单线串行通信接口等。
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