电池电量计和充电器芯片DS2770的原理及应用

2007-03-09 19:03:27来源: 互联网
1 主要特点 DS2770是Dallas Semiconductor公司生产的一款电池电量计和锂/镍化学电池充电器集成器件,它可以通过1-Wire接口与主系统进行通信,以读取电压、温度等测量信息,同时读写EEPROM存储器,因而可广泛应用于便携式设备中。 DS2770电池管理IC可完成多种功能,它可利用简单的限流型电源给电池充电,也可作为一个高精度电量计。在通过1-Wire通信接口与主系统连接时,DS2770可以提供充电、剩余电量估计、安全管理、 非易失性参数存储等功能,DS2770的主要特点如下: ●可由用户选择锂脉冲充电或镍电池充电(dT/dt充电终止方式) ●带有实时失调纠正的高精度电流测量功能,可选择内部集成的25mΩ检测电阻 ●带有32字节可锁定的EEPROM和16字节SRAM ● 具有Dallas 1-Wire 数字通信接口和唯一的64位ID。 2 引脚功能 DS2770为16脚TSSOP封装,图1为其引脚排列图,各引脚的功能如下: UV :电池电压检测端,当检测到电池电压为较低值时,该端输出低电平; CC:充电控制输出端低电平有效; VCH:充电电压输入端; SNS :电流捡测电阻连接端; VIN:电池电压检测输入; VDD:芯片电源端; VSS:地端; DQ:数据输入/输出端; LS1与LS2:电流检测输入端。 3 DS2770的结构原理 DS2770为锂离子电池充电器时采用脉冲充电方式,该方法在充电源和充电终止方式上与线性充电有所不同。脉冲充电器需要一个限制电流等于期望充电率的电源;在脉冲充电占空比降低到一定程度(如低于5%至10%)时,脉冲充电终止。实际上,DS2770还具有辅助的充电终止控制方式,即在电池温度超过+50℃或用户设定的最大充电时间用尽时可终止充电。DS2770作为电量计时,其最低分辨率为62.5μA,DS2770内部的EEPROM可使系统处理器精确计算出电量。 DS2770的内部结构原理如图2所示。由图可见,该器件主要由1-Wire接口和地址、用于测量电池电压、温度、电流及累积电流的模数转换器ADC、EEPROM和SRAM、以及充电控制电路等部分组成。 电流测量可通过内部25mΩ检测电阻来实现。将IS1通过10kΩ电阻接VSS,而将IS2通过10kΩ电阻接SNS,这样,IS1与IS2之间的电流差即可用于指示电池是被充电(电流差为正)还是在放电(电流差为负)。 DS2770有256字节的访问空间,其中,低32字节为命令、状态和控制寄存器,之后的32字节为用户可访问的EEPROM,可用于保存一般信息。但应注意:EEPROM一旦写入,将永久锁定,以保证数据完整性。但寄存器和EEPROM可通过1-Wire接口访问。 图3 4 DS2770的应用电路 使用脉冲充电器应该使用限流且稳压的电源,由于脉冲充电器不调节充电电流,因此,限流是必要条件,不过巧妙通过无源元件,DS2770也可使用限流非稳压电源。其具体电路如图3所示。 图中,当充电电源连接到CS和PACK之间,且DS2770检测到电源后,即可开始给电池充电。电路中,肖特基二极管D1用于禁止电容C1通过充电电源放电;二极管D2可为VCH提供高于VDD约0.5V的余量,同时还可阻止电池通过充电电源放电;此外,为了使VCH端电压在整个充电周期内都高于电池电压,电容C1的容值应该大于1.5μF。
编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/power/200703/12472.html
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