電池組電量計(jì)通常放置在電池組內(nèi)，因此即使電池組與主機(jī)斷開(kāi)連接，所有特定于電池組的數(shù)據(jù)和參數(shù)仍保留在電池組中。但是，通過(guò)實(shí)現(xiàn)一些關(guān)鍵功能，可以將電量計(jì)電子設(shè)備放置在主機(jī)中。本應(yīng)用筆記舉例說(shuō)明了如何在主機(jī)/電池組系統(tǒng)的主機(jī)（聽(tīng)筒）側(cè)維護(hù)精確的電量計(jì)。給出了一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在主機(jī)中使用DS2770電池監(jiān)視器和充電控制器來(lái)測(cè)量數(shù)據(jù)，在電池組中使用DS2720 Li+電池保護(hù)器來(lái)存儲(chǔ)電池組特定的數(shù)據(jù)。

介紹

便攜式應(yīng)用越來(lái)越需要通過(guò)庫(kù)侖計(jì)數(shù)準(zhǔn)確估計(jì)細(xì)胞容量。整個(gè)行業(yè)也面臨著降低電池組成本的壓力。這兩個(gè)問(wèn)題的解決方案是將庫(kù)侖計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)到手機(jī)而不是電池組中，但這種方法必須支持在不同尺寸或具有不同電荷水平的電池之間切換的能力。它還必須保護(hù)在電池組斷開(kāi)連接時(shí)由于意外斷電而容易損壞的數(shù)據(jù)。

以下示例說(shuō)明了如何將操作所必需的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在位于電池組內(nèi)部的非易失性 （NV） 存儲(chǔ)器中，從而在應(yīng)用的手機(jī)端維護(hù)準(zhǔn)確的電量計(jì)。這只是工作系統(tǒng)的一個(gè)例子。可以調(diào)整確切的數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)位置以適應(yīng)各個(gè)應(yīng)用。請(qǐng)注意，以下想法基于應(yīng)用筆記131中描述的達(dá)拉斯半導(dǎo)體的電量計(jì)概念。

圖1.

操作

在圖1所示的框圖中，實(shí)時(shí)測(cè)量由位于手機(jī)內(nèi)部的DS2770執(zhí)行。DS2720位于電池組中，包含重要電量計(jì)參數(shù)的NV備份，如果主機(jī)斷電，這些參數(shù)將會(huì)丟失。DS2720直接由電池供電，即使保護(hù)器跳閘也能保持?jǐn)?shù)據(jù)。主機(jī)系統(tǒng)中運(yùn)行的電量計(jì)軟件已從AN131概念以兩種方式進(jìn)行了修改。首先，DS2770的庫(kù)侖計(jì)數(shù)和電池老化信息定期備份到DS2720的存儲(chǔ)器中，其次，當(dāng)主機(jī)上電時(shí)，系統(tǒng)軟件的初始化例程從DS2720調(diào)用這些信息。DS2720中存儲(chǔ)的變量如下所述：

累積電流 （ACR）
DS2770的ACR是RAM，除非備份，否則斷開(kāi)時(shí)會(huì)丟失。每次電量計(jì)軟件訪問(wèn)DS2720時(shí)，ACR都會(huì)復(fù)制到DS2770，以確保即使在電池組意外斷開(kāi)后也能保持準(zhǔn)確的計(jì)數(shù)。這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在DS2720的暫存器RAM中，而不是EEPROM，因?yàn)樗母滤俾屎芨?。重新連接手機(jī)并上電后，存儲(chǔ)的值將寫回DS2770，電量計(jì)照常進(jìn)行。在恢復(fù) ACR 之前，將根據(jù)手機(jī)處于活動(dòng)狀態(tài)的時(shí)間長(zhǎng)度引入少量 ACR 錯(cuò)誤。最大誤差的計(jì)算方法如下：

ACR 最大誤差 （mAH） = 有功電流負(fù)載 （mA） X （DS2720 更新周期 （H） + 初始化前啟動(dòng)時(shí)間 （H））

總累積放電 （TAD）
TAD 是對(duì)電池在其生命周期內(nèi)從電池排出的總電荷（以 mAH 為單位）的估計(jì)值。該值在正常運(yùn)行期間由手機(jī)中的電量計(jì)軟件計(jì)算。TAD 值特定于每個(gè)單獨(dú)的單元格;因此，它存儲(chǔ)在細(xì)胞包的內(nèi)存中。主機(jī)軟件在每次充電完成后更新DS2720EEPROM中的TAD，并在上電時(shí)恢復(fù)軟件中的變量。

細(xì)胞年齡 細(xì)胞年齡
變量是用于解釋細(xì)胞老化的細(xì)胞表征數(shù)據(jù)的百分比乘數(shù)。通常，電池組內(nèi)的表征數(shù)據(jù)會(huì)根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)的結(jié)果進(jìn)行修改，以重新校準(zhǔn)電量計(jì)，但在本例中，由于DS2720的存儲(chǔ)器限制，數(shù)據(jù)無(wú)法保留在電池組中。相反，默認(rèn)表征數(shù)據(jù)位于DS2770的手機(jī)端，單元年齡變量（表征數(shù)據(jù)的百分比倍數(shù)）存儲(chǔ)在DS2720中。使用此乘數(shù)縮放表征數(shù)據(jù)將產(chǎn)生與乘數(shù)分辨率位數(shù)成反比的誤差，如下所示：

計(jì)算出的特征數(shù)據(jù)誤差 （%） = 100% / 2（分辨率位）

因此，12 位值只會(huì)產(chǎn)生 .0244% 的誤差，這適用于大多數(shù)應(yīng)用。每次完成一個(gè)學(xué)習(xí)周期時(shí)，細(xì)胞年齡倍增器都會(huì)更新并存儲(chǔ)到DS2720的EEPROM中。它從DS2720中召回，用于在上電和初始化時(shí)調(diào)整特性數(shù)據(jù)。

細(xì)胞類型選擇器
給定的應(yīng)用可以使用多種類型的細(xì)胞組。DS2770中每種類型的電池組都有不同的表征數(shù)據(jù)集，因此支持多種電池組類型。DS2720中的一位或多位表示正在使用哪種類型的封裝以及使用哪組特性數(shù)據(jù)。從DS2720讀取電池類型選擇器值以及上電時(shí)的電池年齡百分比，以選擇供電量計(jì)軟件使用的適當(dāng)特性數(shù)據(jù)。永遠(yuǎn)不應(yīng)覆蓋單元格類型選擇器。

DS2720存儲(chǔ)器映射

表1為存儲(chǔ)器圖示例，顯示了如何在DS2720中存儲(chǔ)電量計(jì)變量以及其他重要電池組信息，如DS2720狀態(tài)寄存器、默認(rèn)設(shè)置和日期代碼。在此內(nèi)存映射中，定期更新的變量存儲(chǔ)在第 0 頁(yè)（0x20 到 0x23），永不更改的變量存儲(chǔ)在頁(yè) 1（0x30 到 0x33 頁(yè)），允許永久鎖定該頁(yè)以防止意外覆蓋。

表 1.電池組中電量計(jì)變量存儲(chǔ)的內(nèi)存映射。

總結(jié)

通過(guò)將重要變量的NV副本保存在電池組內(nèi)存中，可以在手機(jī)側(cè)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的燃油測(cè)量。電池組中的數(shù)據(jù)備份可確保電量計(jì)在斷電后的準(zhǔn)確性，并將誤差降至最低。電量計(jì)軟件可以支持多個(gè)不同尺寸、年齡和充電水平的電池組，但獨(dú)立充電器則不然。該算法要求任何對(duì)電池組充電或放電的系統(tǒng)更新DS2720中存儲(chǔ)的變量，以保持電量計(jì)精度。

審核編輯：郭婷