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DS2770电池监测充电控制器的介绍及应用

作者:时间:2010-07-31来源:网络收藏
1概述

  器和能完成维护所需的各种功能,和主系统处理器使用时,能完成、剩余电量估算、安全、永久数据存储等功能。它有独特的ID、数字温度检测器、测量电压电流的A/D变换器、控制电池电流流入流出量的集成电流累加器、耗时计时器、重要数据存储器及可对锂电池和镍氢电池。电流测量通过25mW的集成电阻或外部检测电阻完成,电流、电压和温度的精度能满足电池充电控制和安全的需要,用户可选用脉冲技术对锂电池充电或d T/dt技术对镍氢电池充电,此外,为了更安全便利,还有可编程的充电定时器和电池低压恢复功能。处理器和用一线接口来传递信息。因此DS2770仅需四个输出 连接:电池功率、充电电源、接地和一线接口。同时DS2770还有EEPROM和SRAM存储器用于电池信息存储。EEPROM存储重要的电池数据;SRAM存储临时数据。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/180677.htm

  2内部结构及引脚功能

  DS2770采用16脚TSSOP封装,引脚排列如图1所示。

  DS2770引脚功能如下:

  •   脚1(UV):电池欠压检测输出。电池电压低于最低电池电压阈值(VLB),该脚以小充电率给电池充电。
  •   脚2(CC):充电控制输出。电池电压大于或等于VLB,该脚控制电池的充电。
  •   脚3(VCH):充电电源输入。充电电源接此脚,DS2770测量后再决定是否充电。
  •   脚4、5、6(SNS):检测电阻连接。接电池组的负极,用内部检测电阻时,检测电阻接在VSS和SNS之间。
  •   脚8(IS2):电流检测输入。用10kW电阻把引脚接到SNS,IS1和IS2之间接0.1mF的电容完成低通滤波。
  •   脚9(IS1):电流检测输入。用10kW电阻把引脚接到VSS,IS1和IS2之间接0.1mF的电容完成低通滤波。
  •   脚11、12、13(VSS):元件接地。直接接电池的负极,对外部检测电阻方式,检测电阻接在VSS和SNS之间。
  •   脚14(DQ):数据输入/输出。用1-线数据线。开漏输出激励器,引脚接电池组的DATA端。引脚有用于检测电源断开的内部下拉。
  •   脚15(VIN):电压检测输入。通过输入引脚电池的电压。
  •   脚16(VDD):电源输入。用于DS2770的输入电源电压(2.7~5.5V)
  •   脚7和10(NC):空脚。

  3功能及

  3.1电源方式

  DS2770有两种电源方式:有源模式和睡眠模式。在有源工作模式,DS2770连续测量电流、电压、温度和时间,而且有电流流量累加和充电控制。主系统可采用此数据。仅当状态寄存器的PMOD设为1及以下情况出现时,DS2770才进入睡眠模式:

  CINI设为0,DQ线保持低电平超过2秒。如果在充电,则充电立即停止。

  CINI设为1,DQ线保持低电平超过2秒。如果在充电,则充电完成后进入睡眠模式。

  而以下情况出现,DS2770进入有源工作模式:

  DQ线为高电平。

  CINI设为1时,VCH的电压大于VDD。

  一旦DS2770识别出DQ低电平超过 2秒,就进入睡眠模式,电源电流降到ISLEEP将用时11 秒。当给VDD加电时,DS2770默认为有源工作模式。

  3.2充电功能

  DS2770可单独作为支持对锂电池和镍氢电池充电的工作,充电的电池类型通过状态寄存器CTYPE选择(0用于锂电池,1用于镍氢电池)。两者的充电控制是通过外部直流或限流充电电源的开/关选通完成,如果电池电压低于 VLB且有充电电源,脚UV降为低电平,在快速充电开始前,要以小充电速率恢复电池电压,在图2电路中,UV通过一个360 W的串联电阻限制涓流充电电流。电阻的选择取决于充电电源。UV 降为低电平与电池组的状态(如电池温度和CINI)无关,电池电压达到VLB时,UV升为高电平。当涓流充电时,状态寄存器的CSTAT1和CSTAT0被清零,相应地用0、1值表示充电。

  通过下列方式之一可开始快速充电:

  发出开始充电命令(B5h);

  状态寄存器的CINI设为1时,VCH脚上有充电电源。

  注:如果VDD低于1.8V,电池涓流充电达到VLB,开始快速充电。充电开始后,有下列情况出现,快速充电推迟:

  充电温度超过TCL(0°C)和TCH(40°C);

  VCH小于VDD;

  转换数据无效;

  电池电压低于VLB(3.0V)。

  以上状况消失后,低电平CC脚开始快速充电,在快充期间,CC保持低电平,仅在周期性的测试充电电源是否过早断开时,CC每55ms有约27ms升为高电平。只要充电电源未断开,温度在有效范围内,充电就以CTYPE所选方式进行。如果充电电源断开或发出停止充电命令(BEh),CC升为高电平,而且充电也要重新开始。如果 DQ线保持低电平大于2s,且CINI设为0,充电停止。快速充电期间,状态寄存器的CTTATI和 CSTAT0相应地用0,1表示;充电完成,CSTAT1和CSTAT0用1,1表示。充电状态锁存时要清零。一旦充电完成或失败,DS2770可进入睡眠方式或保持有源工作。

  3.3锂电池充电

  锂电池的快速充电分两步完成,当电池电压低于充电电压阈值VCV时,通过控制充电电源的电流对电池进行大电流充电,CC脚一直保持低电平,激励pnp或p沟道MOSFET开关。当电池电压达到VCV,则采用脉冲充电技术,在CC变为高电平后,允许CC保持tVCV时长(875ms)的低电平。当电池电压又降至VCV以下,CC又变为低电平。由于CC占空因数变化慢,脉冲充电持续进行,电池电压衰减时间超过13.125s,充电停止。充电衰减时间包括875ms的低电平时间和时间为14s的15个周期的高电平,平均充电率是设置充电率的1/16。

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