如何在DS2784中存儲(chǔ)電量計(jì)參數(shù)

摘要：DS2784允許用戶根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的確切要求和所用電池定制獨(dú)立式電量計(jì)。眾所周知，常用參數(shù)的單位為mA、V、mAhrs和mΩ。而DS2784保存參數(shù)時(shí)對(duì)單位的要求是μV，μVhrs和mhos。該應(yīng)用筆記給出了將常用單位轉(zhuǎn)換成器件實(shí)際保存單位的計(jì)算方法。

序言

若應(yīng)用參數(shù)已正確保存在器件中，DS2784獨(dú)立式電量計(jì)非常容易使用且精度很高。要優(yōu)化電量計(jì)的性能，保存正確數(shù)據(jù)非常重要。DS2784K提供了一種設(shè)置DS2784的簡(jiǎn)便方法。用戶可以輸入電池特性和單位為mA，V，mAhrs和mΩ的其他應(yīng)用數(shù)據(jù)，如圖1所示。隨后DS2784K能將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為實(shí)際保存在器件中的格式，如圖2所示。應(yīng)用筆記3463："Getting Started with the DS2780"詳細(xì)闡述了如何選擇DS2784存儲(chǔ)的各項(xiàng)參數(shù)。下文給出了將這些參數(shù)保存入器件時(shí)的計(jì)算方法。

圖1. 用戶可在Parameters表格的Application Units子表格中輸入常規(guī)單位(如mA，V，mAhrs和mΩ)的應(yīng)用數(shù)據(jù)。

圖2. Parameters表格的Device Units子表格中給出了DS2784實(shí)際保存的參數(shù)。

計(jì)算

圖1給出了DS2784電量計(jì)精確工作時(shí)所需的參數(shù)。點(diǎn)擊Write & Copy按鈕時(shí)，DS2784K軟件將參數(shù)轉(zhuǎn)換成器件實(shí)際存儲(chǔ)的格式，如圖2所示。然后這些數(shù)值被寫入并復(fù)制到EEPROM的60h–7Fh地址中。

下面的章節(jié)給出了將應(yīng)用參數(shù)轉(zhuǎn)換為保存在器件各地址中實(shí)際值的計(jì)算過(guò)程。計(jì)算中使用的單位如AccBias_μV表示累計(jì)偏移寄存器以單位μV顯示，AccBias_mA表示同一個(gè)數(shù)值以單位mA顯示。編程入各EEPROM地址的數(shù)值以十六進(jìn)制給出，格式為數(shù)值地址(EEPROM ADDRESS)，各用一個(gè)字節(jié)表示。下面計(jì)算中的例子數(shù)據(jù)來(lái)自圖1所用等式中的數(shù)值，它們還提供圖2中的數(shù)值。

控制寄存器(地址60h)

控制寄存器的地址為60h，位格式如DS2784的數(shù)據(jù)資料所述。無(wú)需計(jì)算。

累積偏置寄存器(地址61h)

累積偏置寄存器用于估算不流經(jīng)檢測(cè)電阻的電池電流或電池自放電電流。該寄存器存儲(chǔ)的是帶符號(hào)數(shù)，LSB數(shù)值為1.5625μV/RSNS。其地址為61h，范圍為-200.000μV至198.4375μV。假定檢流電阻值為20mΩ，則其范圍為-10mA至9.921875mA，步長(zhǎng)為78.125μA。

AccBias_μV = AccBias_mA × SenseResistor_mΩ
AccBias_μV = 0.3125mA × 20.00mΩ
AccBias_μV = 6.25μV

等式1

老化容量寄存器(地址62/63h)

老化容量寄存器存儲(chǔ)額定電池電量，用于估算正常使用情況下電池容量減少的程度。該寄存器存儲(chǔ)的是無(wú)符號(hào)數(shù)值，LSB值為6.25μVhr/RSNS。其地址為62h至63h，范圍為0至409.59375mVhrs。假設(shè)檢流電阻值為20mΩ，則其范圍為0至20479.68755mAhrs，步長(zhǎng)為0.3125mAhrs。

AgingCapacity_μVhrs = AgingCapacity_mAhrs × SenseResistor_mΩ
AgingCapacity_μVhrs = 1220mAhrs × 20.00mΩ
AgingCapacity_μVhrs = 24,400μVhrs

等式2

充電電壓寄存器(地址64h)

充電電壓寄存器保存充電電壓門限，用于檢測(cè)滿充電狀態(tài)。該寄存器無(wú)符號(hào)，LSB值為19.52mV，其地址為64h，范圍為0至4.9776V。

等式3

最小充電電流寄存器(地址65h)

最小充電電流寄存器保存充電電流門限，用于檢測(cè)充滿狀態(tài)。該寄存器無(wú)符號(hào)，LSB值為50μV。其地址為65h，范圍為0至12.75mV。假設(shè)檢流電阻值為20mΩ，則其范圍為0至637.5mA，步長(zhǎng)為2.5mA。

ChargeCurrent_μV = ChargeCurrent_mA × SenseResistor_mΩ
ChargeCurrent_μV = 80mA × 20.00mΩ
ChargeCurrent_μV = 1600μV

等式4

電量空電壓寄存器(地址66h)

電量空電壓寄存器保存用于檢測(cè)電池電量空時(shí)的電壓門限。該寄存器無(wú)符號(hào)，LSB值為19.52mV。其地址為66h，范圍為0至4.9776V。

Equation 5

電量空電流寄存器(地址67h)

電量空電流寄存器存儲(chǔ)用于檢測(cè)電量空時(shí)的放電電流門限。該寄存器無(wú)符號(hào)，LSB值為200μV。其地址為67h，假設(shè)檢流電阻值為20mΩ，則其范圍為0至2550mA，步長(zhǎng)為10mA。

AECurrent_μV = AECurrent_mA × SenseResistor_mΩ
AECurrent_μV = 240mA × 20.00mΩ
AECurrent_μV = 4800μV

等式6

電量空40寄存器(地址68h)

電量空40寄存器存儲(chǔ)+40°C時(shí)的電量空數(shù)值(如DS2784數(shù)據(jù)資料中的圖11所示)。該寄存器無(wú)符號(hào)，LSB為+40°C時(shí)滿電量的百萬(wàn)分之一。其地址為68h，范圍為+40°C時(shí)滿電量的0至24.9%。

等式7

檢流電阻初值寄存器(地址69h)

檢流電阻初值(RSNSP)寄存器保存檢流電阻值，用來(lái)計(jì)算絕對(duì)電量。該寄存器無(wú)符號(hào)，LSB值為1Ω。其地址為69h，范圍為1mhos至255mhos，實(shí)際值為1Ω至3.922mΩ。

等式8

滿電量40寄存器(地址6A/6Bh)

滿電量40寄存器存儲(chǔ)+40°C溫度時(shí)的滿電量值(參考DS2784數(shù)據(jù)資料中的圖11)。該寄存器無(wú)符號(hào)，LSB值為6.25μVhr/RSNS。其地址為6Ah至6Bh，范圍為0至409.59375μVhrs。假設(shè)檢流電阻的值為20mΩ，則范圍為0至20479.6785mAhrs，步長(zhǎng)為0.3125mAhr。

Full40_μVhrs = Full40_mAhrs × SenseResistor_mΩ
Full40_μVhrs = 1051mAhrs × 20.00mΩ
Full40_μVhrs = 21020μVhrs

等式9

滿電量斜率(地址6Ch–6Fh)

已保存有+40°C時(shí)的滿電量點(diǎn)(Full 40)，其他溫度下的滿電量點(diǎn)可通過(guò)滿電量曲線(參考DS2784數(shù)據(jù)資料中的圖4)的斜率來(lái)計(jì)算。各可編程溫度點(diǎn)(T34, T23, T12)之間的滿電量曲線斜率以無(wú)符號(hào)字節(jié)的形式存儲(chǔ)，單位為ppm/°C。假定+40°C時(shí)滿電量為曲線最高點(diǎn)。溫度每增加1°C時(shí)滿電量曲線重建一次，因此任何溫度下的滿電量都小于或等于下一個(gè)較高溫度的滿電量。斜率范圍為0至15564ppm/°C。注意：該器件僅存儲(chǔ)3個(gè)溫度點(diǎn)，第4個(gè)溫度T01需通過(guò)滿電量曲線第1段的斜率來(lái)計(jì)算。

下面的公式中所用變量的定義和格式為：Full Seg_4 Slope表示+40°C和T34溫度時(shí)滿電量點(diǎn)之間的斜率。Full_40C_mAhrs表示+40°C時(shí)的滿電量點(diǎn)，單位為mAhrs。Full_T34_mAhrs表示T34溫度時(shí)的滿電量點(diǎn)。T34表示溫度截點(diǎn)，單位為°C。其它等式中所用變量采用相同的形式。

等式10

空電量斜率(地址70h–73h)

空電量曲線采用與滿電量曲線類似的方式重建。若已存儲(chǔ)有+40°C時(shí)的電量空值(Active Empty 40)，則其他溫度時(shí)的空電量可通過(guò)溫度截點(diǎn)(T34，T23，T12)間的斜率進(jìn)行計(jì)算。各空電量的斜率都以無(wú)符號(hào)字節(jié)形式存儲(chǔ)，單位為ppm/°C。溫度每變化1°C時(shí)重建一次空電量，因此任何溫度下的空電量都大于或等于下一個(gè)較高溫度點(diǎn)的空電量。斜率范圍為0至15564ppm/°C。注意：該器件只能存儲(chǔ)3個(gè)溫度點(diǎn)，第4個(gè)溫度點(diǎn)T01需要通過(guò)測(cè)量AE第1段的斜率進(jìn)行計(jì)算。

下面的公式所用變量的格式和定義為：AE Seg_4 Slope表示+40°C和T34溫度下空電量之間的斜率。AE_40C_mAhrs表示+40°C時(shí)的空電量數(shù)值，單位為mAhrs。AE_T34_mAhrs表示T34溫度截點(diǎn)時(shí)的空電量數(shù)值，單位為mAhrs。T34表示溫度截點(diǎn)，單位為°C。

Equation 11

待機(jī)空電量斜率(地址74h–77h)

待機(jī)空電量曲線采用與滿電量和空電量曲線類似的方式重建。+40°C時(shí)的待機(jī)空電量值固定為0。其他溫度時(shí)的空電量點(diǎn)可通過(guò)溫度截點(diǎn)(T34，T23和T12)間的斜率進(jìn)行計(jì)算。各待機(jī)空電量點(diǎn)間的斜率都以無(wú)符號(hào)字節(jié)形式存儲(chǔ)，單位為ppm/°C。溫度每變化1°C時(shí)重建一次待機(jī)空電量，因此任何溫度下的待機(jī)空電量均大于或等于下一個(gè)較高溫度下的待機(jī)空電量。斜率范圍為0至15564ppm/°C。注意：該器件只能存儲(chǔ)3個(gè)溫度點(diǎn)，第4個(gè)溫度點(diǎn)T01需要通過(guò)SE第1段的斜率來(lái)計(jì)算。

下列公式所用變量的定義和格式如下：SE Seg_4 Slope表示+40°C (此時(shí)電量為0)與T34溫度時(shí)待機(jī)空電量數(shù)值之間的斜率。SE_40C_mAhrs表明+40°C時(shí)的待機(jī)空電量數(shù)值，單位為mAhrs。SE_T34_mAhrs表示T34溫度下的待機(jī)空電量數(shù)值，單位為mAhrs。T34表示溫度截點(diǎn)，單位為°C。

Equation 12

檢流電阻增益寄存器(地址78/79h)

檢流電阻增益(RSGAIN)寄存器用于存儲(chǔ)校準(zhǔn)系數(shù)，當(dāng)SNS和VSS之間施加一個(gè)基準(zhǔn)電壓時(shí)，該系數(shù)可在電流寄存器中產(chǎn)生精確的讀數(shù)。該數(shù)值為11位，LSB值為1/1024。其地址為78h和79h，范圍為0至1.999，標(biāo)稱值為1.000。

等式13

檢流電阻溫度系數(shù)寄存器(地址7Ah)
檢流電阻溫度系數(shù)(RSTCO)寄存器用于保存檢流電阻的溫度系數(shù)。該寄存器存儲(chǔ)的數(shù)值為8位，LSB為30.5176ppm/°C。其地址為7Ah，范圍為0至7782ppm/°C。寄存器數(shù)值為0時(shí)禁止溫度補(bǔ)償功能。

等式14

電流失調(diào)偏置寄存器(地址7Bh)

電流失調(diào)偏置寄存器允許在原始電流測(cè)量值中加入可編程的失調(diào)值。該寄存器帶符號(hào)，LSB為1.5625μV/RSNS。其地址為7Bh，范圍為-200.000μV至198.4375μV。假設(shè)檢流電阻值為20mΩ，則其范圍為-10mA至9.921875mA，步長(zhǎng)為78.125μA。

OffsetBias_μV = OffsetBias_mA × SenseResistor_mΩ
OffsetBias_μV = -0.3125mA × 20.00mΩ
OffsetBias_μV = -6.25μV

等式15

溫度截點(diǎn)(地址7Ch–7Eh)

利用上文計(jì)算出的斜率和三個(gè)可編程溫度截點(diǎn)(T34, T23, T12)，可以重建滿電量、空電量和待機(jī)空電量曲線(參考DS2784數(shù)據(jù)資料的圖4)。這些截點(diǎn)存儲(chǔ)在帶符號(hào)寄存器中，其LSB為+1°C，范圍為-128°C至+40°C。