DS2782使用手冊

1、DS2782使用手冊基于小型設(shè)備對高性能，長時(shí)間無線工作的需求，首先我們需要對各種常見的可充電電池，進(jìn)行了解：鉛酸蓄電池容量大，內(nèi)阻低(一般400Ah的2V蓄電池內(nèi)阻大約為0.5m)，可進(jìn)行大電流放電，但是笨重且體積龐大、不便于攜帶，常用在汽車和工業(yè)場合。其電極材料含鉛，可對環(huán)境造成極大污染。鉛酸蓄電池對充電控制的要求不高，可以進(jìn)行浮充。矚慫潤厲釤瘞睞櫪廡賴。矚慫潤厲釤瘞睞櫪廡賴賃。鎳鎘電池容量較大，內(nèi)阻低、放電電壓平穩(wěn)，適合作為直流電源。與其他種類的電池相比，鎳鎘電池耐過充電和過放電，操作簡單方便，但是具有記憶效應(yīng)，應(yīng)盡量在完全放電之后進(jìn)行充電。電極材料含有劇毒重金屬鎘，隨著環(huán)保要求的提高，

2、其市場份額越來越小。聞創(chuàng)溝燴鐺險(xiǎn)愛氌譴凈。聞創(chuàng)溝燴鐺險(xiǎn)愛氌譴凈禍。鎳氫電池是在鎳鎘電池的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，采用金屬化氫替代有毒的鎘，在大部分場合可以替代鎳鎘電池。其容量約為鎳鎘電池的1.52倍，且沒有記憶效應(yīng)。相對于鎳氫電池，它對充電控制的要求較高，目前大量使用在一些便攜電子產(chǎn)品中。殘騖樓諍錈瀨濟(jì)溆塹籟。殘騖樓諍錈瀨濟(jì)溆塹籟婭。鋰離子電池是目前最常見的二次鋰電池，擁有高能量密度，與高容量鎳鎘/鎳氫電池相比，其能量密度為前者的 1.52倍。其平均使用電壓為3.6V，是鎳鎘電池、鎳氫電池的3倍。它的內(nèi)阻較大，不能進(jìn)行大電流充放電，并且需要精確的充放電控制，以防止電池?fù)p壞并達(dá)到最佳使用性能。鋰離子電

3、池廣泛使用在各種便攜電子產(chǎn)品中，包括手機(jī)、筆記本電腦、mp3等。釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐顧。鋰聚合物電池是一種新型的二次鋰電池，具有更大的容量;內(nèi)阻較低，允許10C充放電電流。它和鋰離子電池一樣需要精確的充放電控制。目前，鋰聚合物電池主要用于一些需要大電流充放電的應(yīng)用中，如動(dòng)力/模型汽車等。彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡。彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡詒。鋰電池作為一種新興技術(shù)，與傳統(tǒng)電池相比有著諸多優(yōu)勢：1比能量高：描述電池性能的指標(biāo)各種各樣，其中用戶最關(guān)心的是它的比能量的高低，即在放出盡可能多的能量的同時(shí)有著盡可能少的自身消耗。如前所述，鋰元素有著最小的密度和最大的電負(fù)性，如圖1，消耗相同質(zhì)

4、量的電池材料，鋰電池放出的能量明顯高于同類傳統(tǒng)電池的值。謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔。謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔點(diǎn)。2放電電壓穩(wěn)定：許多電子線路要求電池提供相對穩(wěn)定的放電電壓，在圖2 中可以看到，鋰電池（特別是一次鋰電池）就具備這種特性。例如Li/SO2 電池的放電曲線就十分平坦，特別是Li/SOCl2電池，它在電量用盡前的電壓可接近穩(wěn)壓電源的水平。廈礴懇蹣駢時(shí)盡繼價(jià)騷。廈礴懇蹣駢時(shí)盡繼價(jià)騷巹。3沒有記憶效應(yīng)，可隨時(shí)補(bǔ)充充電。這樣就使鋰離子電池效能得到充分發(fā)揮，而鎘鎳電池、鎳氫電池會(huì)有電量使用不完全時(shí)需要先放電后才能充電的缺點(diǎn)。煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚。煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚鍍。4鋰離子電池不含汞、鎘、鉛等有毒元

5、素，是綠色環(huán)保電池。毫無疑問，對于我們小型設(shè)備，鋰離子或者鋰聚合物電池，是非常理想的選擇：鋰電池放電的過程是有一個(gè)曲線的，這個(gè)曲線開始放電是很平穩(wěn)的，當(dāng)?shù)竭_(dá)一個(gè)電壓閥值的時(shí)候就突然下降的很快，鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴。鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴縈。鋰電池充電過程也是一個(gè)曲線，開始大電流充電（一般設(shè)計(jì)恒流），當(dāng)電池容量達(dá)到一定程度，慢慢充電電流遞減，直到達(dá)到小電流涓充。籟叢媽羥為贍僨蟶練淨(jìng)。籟叢媽羥為贍僨蟶練淨(jìng)櫧。最早應(yīng)用的方法是通過監(jiān)視電池開路電壓來獲得剩余容量。這是因?yàn)殡姵囟穗妷汉褪Ｓ嗳萘恐g有一個(gè)確定的關(guān)系，測量電池端電壓即可估算其剩余容量。這種方法的局限是：1)對于不同廠商生產(chǎn)的電池，其開路電壓與

6、容量之間的關(guān)系各不相同。2)只有通過測量電池空載時(shí)的開路電壓才能獲得相對準(zhǔn)確的結(jié)果，但是大多數(shù)應(yīng)用都需要在運(yùn)行中了解電池的剩余容量，此時(shí)負(fù)載電流在內(nèi)阻上產(chǎn)生的壓降將會(huì)影響開路電壓測量精度。而電池內(nèi)阻的離散性很大，且隨著電池老化這種離散性將變得更大，因此要補(bǔ)償該壓降帶來的誤差將十分困難。綜上所述，通過開路電壓來實(shí)時(shí)估算電池剩余容量的方法在實(shí)際應(yīng)用中無法達(dá)到足夠的精度，只能提供一個(gè)大致的參考值。預(yù)頌圣鉉儐歲齦訝驊糴。預(yù)頌圣鉉儐歲齦訝驊糴買。另一種大量應(yīng)用的方法是通過測量流入/流出電池的凈電荷來估算電池剩余容量。這種方法對流入/流出電池的總電流進(jìn)行積分，得到的凈電荷數(shù)即為剩余容量。電池容量可以預(yù)置，

7、也可在后續(xù)的完整充電周期中進(jìn)行學(xué)習(xí)。在補(bǔ)償電池自放電、不同溫度下的容量變化等因素后，這種方法可以獲得令人滿意的精度，因此廣泛運(yùn)用于筆記本電腦等高端應(yīng)用中。滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦。滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦鋇。比較早期的庫侖計(jì)芯片，新出的電量計(jì)芯片更加智能化，這種完備的集成方案可以運(yùn)行帶學(xué)習(xí)算法的電量計(jì)量，并可完成所有必要的測量。智能電池通常采用電量計(jì)進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測，使用集成電量計(jì)所需的開發(fā)工作較少，有助于縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。經(jīng)過調(diào)研，我們選擇的電量計(jì)芯片的為DS2782E+。鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡。鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡縫。電池的充放電過程，需要有芯片控制；對于電池的充放電電壓、電流以及電量的變化，也是需要有

8、電量計(jì)芯片來監(jiān)測的，本文擋的目的，就是針對電量計(jì)芯片DS2782E+的電路設(shè)計(jì)，進(jìn)行指導(dǎo)試驗(yàn)，對芯片管理下的鋰電池充放電電流、電壓以及電量變化進(jìn)行數(shù)據(jù)采集摸底。進(jìn)而對今后可能面臨的一些特殊情況（包括更換電池），進(jìn)行預(yù)設(shè)計(jì)處理。擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。擁締鳳襪備訊顎輪爛薔報(bào)。對于不同容量電池，我們需要設(shè)置不同參數(shù)，驅(qū)動(dòng)DS2782針對性的對該容量電池起有效監(jiān)控作用。DS2782需要初始設(shè)置一系列寄存器，其中通用寄存器設(shè)置，如下表，不需改動(dòng)。寄存器具體含義，參閱文擋DS2782參數(shù)設(shè)置20XX0521，DS2782-2.pdf和代碼DS2782.C。贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷。贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷鯛。寄存

9、器地址 寫入數(shù)據(jù) 備注60h 00h 固定61h 05h62h75h 需變63h30h 需變64h C0h需變65h FFh需變66hB9h需變67h37h需變68h 06h固定69h 28h6Ah74h6Bh04h6Ch 10h6Dh 17h6Eh 3Ch6Fh 49h74h 03h75h 05h76h 08h77h 1Bh78h 04h79h 1Fh7Ah 00hFEh 44h10h(MSB) “7530H”×x%（MSB）(預(yù)估電量) 可變11h(LSB) “7530H”×x%（LSB） (預(yù)估電量) 可變15h49.2%100% 需變這里具體說下針對不同容量電池，需

10、要對應(yīng)改變的寄存器（紅色標(biāo)識(shí)），以及如何對高低門限點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置。不同容量電池，首要要修改的寄存器有以下2種1Aging Capacity(AC) 寄存器(page15)該寄存器參數(shù)是設(shè)置電池標(biāo)稱電量，數(shù)值固定；寄存器地址 62h(MSB) 63h(LSB),寫入順序?yàn)橄葘懜咦止?jié)后寫低字節(jié)。計(jì)算公式(標(biāo)稱容量mAh×25)/6.25hex例如：7500×25/6.25=7530h2Accumulated Current Registers (ACR)(Address 10h-11h)壇摶鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚。壇摶鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚躋。該寄存器參數(shù)是設(shè)置電池當(dāng)前電量，告訴DS2782，

11、當(dāng)前電池大約有多少電量，做電量預(yù)測用；計(jì)算公式：首先判斷目前電池的電壓，結(jié)合上述表格估算電池的電量為x%，則要寫入的數(shù)據(jù)為：“7530H”×x%寄存器地址 數(shù)據(jù)10h(MSB) “7530H”×x%（MSB）11h(LSB) “7530H”×x%（LSB）*“7530H”的由來：由于RM0400電池的容量為7500mAh，ACR寄存器的LSB為6.25uVh，同時(shí)外部的傳感器電阻為25毫歐，因此計(jì)算公式為：7500/(6.25/25)=7530H,因此在電池的容量變化時(shí)，要根據(jù)公式計(jì)算出“7530H”即可。也就是說，當(dāng)電池容量改變的時(shí)候，AC值需要改變的。蠟變黲癟

12、報(bào)倀鉉錨鈰贅。蠟變黲癟報(bào)倀鉉錨鈰贅籜。根據(jù)電池電壓的預(yù)估值，計(jì)算電池的容量，然后將這個(gè)值寫入到ACR，隨著電池充電行為的進(jìn)行，ACR中的電量逐漸積累，最后達(dá)到100。如果開始設(shè)置的買鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄。買鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄屆。應(yīng)用不同容量電池預(yù)測和自適應(yīng)功能，在充分測試的基礎(chǔ)上，還需要調(diào)整高低門限電壓，電流等一些參數(shù)，具體如下。綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴。綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴飆。3Charge Voltage (VCHG) 寄存器(page15)定義充電電壓，標(biāo)志電池充滿的電壓門限。寄存器地址 64h計(jì)算公式：(待充電壓/2)/0.01952hex例如：7.53(V)/2/0.01952=C1h4M

13、inimum Charge Current (IMIN) 寄存器(page15)定義最小充電電流門限。寄存器地址 65h計(jì)算公式：最小充電電流×檢測電阻/LSBhex例如：500mA×25m/50UV=FAh滿電壓點(diǎn)達(dá)到條件，電池充電電壓大于VCHG，并且充電電流小于IMIN，這個(gè)時(shí)候激活滿電量，電池顯示容量為滿100%驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂錦。驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂錦諑。5Active Empty Voltage (VAE) 寄存器(page15)寄存器地址 66h定義激活空電壓點(diǎn)計(jì)算公式：電池空電壓/2/LSBhex例如：7.3V/2/0.01952=bbh電池放電電壓小于VA

14、E，這個(gè)時(shí)候激活有效空電量點(diǎn)，電池電量顯示為0%6Active Empty Current (IAE) 寄存器(page15)寄存器地址 67h定義激活空電流點(diǎn)計(jì)算公式：最小放電電流×檢測電阻/LSBhex416mA×25m/200UV=34h電池放電電壓小于VAE和放電電流大于IAE時(shí)候，達(dá)到激活空點(diǎn)，自學(xué)習(xí)功能開始，這時(shí)候需要一次不間斷的完整充電過程貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡。貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡獻(xiàn)。7AS)：AS可以逐步調(diào)低電池容量估計(jì)結(jié)果，以補(bǔ)償電池老化特性。AS值的長度為1個(gè)字節(jié)，數(shù)值范圍在49.2%和100%之間。最低有效位的權(quán)值為0.78% (確切為2-7)。AS值

15、為100% (十進(jìn)制128或80h) 時(shí)表示電池未老化。鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔。鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔嗚。寄存器地址 15h廠商封裝電池包時(shí)，推薦將AS初始值設(shè)為95%，如此一來，當(dāng)電池的初始容量大于電池特性表中設(shè)置好的標(biāo)稱容量時(shí)，允許學(xué)習(xí)該較大容量。通過上述基于放電次數(shù)的老化估計(jì)和容量學(xué)習(xí)功能修改AS值。主機(jī)系統(tǒng)可以讀、寫AS，然而在寫AS時(shí)必須慎重，以免累積的老化估計(jì)值被錯(cuò)誤數(shù)值覆蓋。通常，不需要通過主機(jī)寫AS，因?yàn)镈S2782會(huì)將AS自動(dòng)定期保存到EEPROM內(nèi)。上電時(shí)重新恢復(fù)EEPROM存儲(chǔ)的AS值。構(gòu)氽頑黌碩飩薺齦話騖。構(gòu)氽頑黌碩飩薺齦話騖門。以上寄存器相關(guān)代碼如下下面以7500mAh的

16、電池舉例說明，拿到新電池如何初始化及設(shè)置各重要參數(shù)：1第一步，確定芯片初試化參數(shù)，即DS2782驅(qū)動(dòng)。一般參數(shù)我們不需要去經(jīng)常修改，固定寄存器部分不需要修改輒嶧陽檉籪癤網(wǎng)儂號(hào)澩。輒嶧陽檉籪癤網(wǎng)儂號(hào)澩蠐。寄存器地址 寫入數(shù)據(jù) 備注60h 00h 固定61h 05h62h75h 需變63h30h 需變64h C1h需變65h FAh需變66hBBh需變67h34h需變68h 06h固定69h 28h6Ah74h6Bh04h6Ch 10h6Dh 17h6Eh 3Ch6Fh 49h74h 03h75h 05h76h 08h77h 1Bh78h 04h79h 1Fh7Ah 00hFEh 44h10h(M

17、SB) “7530H”×x%（MSB）(預(yù)估電量) 可變11h(LSB) “7530H”×x%（LSB） (預(yù)估電量) 可變15h49.2%100% 可變2.第二步，通過對7500mAh電池充放電數(shù)據(jù)采集，確定以下寄存參數(shù)，包括：電池標(biāo)稱容量Aging Capacity（AC），電池累計(jì)容量Accumulated Current Registers (ACR)，充電電壓滿門限Charge Voltage (VCHG)，最小充電電流門限Minimum Charge Current (IMIN)，放電電壓空門限Active Empty Voltage (VAE)，激活空電流門限

18、Active Empty Current (IAE)，拿7500mAh來說，分析數(shù)據(jù)電量計(jì)放電紀(jì)錄板1及充電紀(jì)錄確定62h/63h 7500×25/6.25=7530h/這里7500mAh是鋰電池容量64h 7.534/2/0.0195=C1h，65h 500mA×25m/50UV=FAh，66h 7.300/2/0.01952=BBh，67h 416mA×25m/200UV=34h ，確定依據(jù)可參考DS2782空滿標(biāo)志點(diǎn)選取。62h75h 需變63h30h 需變64h C1h需變65h FAh需變66hBBh需變67h34h需變15h49.2%100% 可變3第三步，新電池接入設(shè)備后，最好做一次鋰電池放空且不間斷充滿過程，以“熟化”電量計(jì)芯片一些補(bǔ)充說明設(shè)置電池的容量后，隨著充電的持續(xù)進(jìn)行，ACR中的累計(jì)數(shù)據(jù)逐漸增加，最后達(dá)到100，即使提