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一种锂电池电量监测电路设计方法

作者:时间:2012-04-26来源:网络收藏

摘要:针对常见过压过流保护、电池问题,提出一种实用的解决方案,该方案采用DS2762芯片作为核心器件,配合必须的外围器件完成对,通过数据线与主控制器交换信息,为主控制器提供电池的各种状态信息。该电路方案性能优良,扩展性强,可以广泛应用于各类电子设备,完成对电池的全面监控和管理。
关键词:;状态;安全保护;剩余估计

0 引言
随着手机、数码相机、音频视频播放器等便携式电子设备的迅猛发展,其工作及待机时间逐渐成为限制其发展的一项瓶颈技术。延长设备工作时间一般从两方面入手:提高电池容量及效率;加强电池用管理。目前便携式电子没备大都使用的是可充电锂电池。锂电池是指以锂为负极材料的化学电池的总称,包括锂离子电池、锂聚合物电池等。该类电池无记忆效应,可重复充电次数多,使用寿命较长,具有较高的能量/质量比和能量/体积比。同时该类电池不足在于在充电及使用过程中要求比较苛刻,充电过流、过压以及放电短路、过热等情况都会严重影响电池的寿命及性能,需要在使用过程采用用电路进行控制及管理。同时为了提高电池的使用率及全面掌握电池的状态,需要实时监测电池的电池电压、剩余电量、估计供电时间、温度等诸多信号,根据该类决定控制策略,从而提高系统运行可靠性。通常,在电池放电过程中,电池电压与剩余电量、工作时间之间并不是线性关系,所以不能简单地采用电压采样、函数计算剩余电量。针对该要求,设计了一种基于芯片的锂电池监测及保护电路,同时配合主控制器(MCU)完成对锂电池的可靠管理及有效保护,实际使用及测试表明该设计合理可行。

1 DS2762芯片介绍
DS2762是MAXIM公司推出一款集数据采集、信息存储和安全保护于一体的高精度Li+电池监视器,专为对成本敏感的电池组应用设计。这款低功耗器件集成了精确的温度、电压、和电流测量,非易失(NV)数据存储,以及Li+电池保护电路,采用小尺寸的TSSOP封装或倒装片封装。对于剩余容量估计、安全监视和电池特性数据存储等应用来讲,采用DS2762进行电池监测是比较合适的方案。该芯片可以实时监测电池的电压、电流、充放电状况及剩余电量等参数,并可以把这些数据储存起来,提供给单片机作相应处理。它的主要特性有:
(1)提供Li+电池安全电路,包括过压保护、过流/短路保护、欠压保护。
(2)累积电流或温度超过用户设置的门限时,向主机发出警示信号。
(3)电流检测可使用内置25 mΩ检流电阻或外部用户可选检流电阻。
(4)电流测量。12位双向测量。
内部检流电阻:0.625 mA LSB和±1.9 A动态范围;
外部检流电阻:15.625μV LSB和±64 mV动态范围。
(5)电流累计。内部检流电阻:0.25 mAhr LSB;
外部检流电阻:6.25μVhr LSB。
(6)电压测量分辨率为4.88 mV。
(7)使用集成传感器测量温度,分辨率为0.125℃。
(8)支持系统电源管理和控制功能。
(9)32 B可锁定E2PROM,16B通用SRAM。
(10)Dallas 1-Wire接口,具有惟一的64位器件地址。
(11)低功耗。工作电流:典型为60μA,最大90μA;休眠电流:典型为1μA,最大为2μA。
该芯片采用TSSOP封装,其管脚分配及定义如表1所示。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/177408.htm

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DS2762主要由内部寄存器、累加器、传感器、ADC等部分组成,图1给出其内部功能框图。

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