如何在DS2784中存儲電量計參數(shù)

摘要：DS2784允許用戶根據(jù)實際應(yīng)用的確切要求和所用電池定制獨立式電量計。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)時對單位的要求是μV，μVhrs和mhos。該應(yīng)用筆記給出了將常用單位轉(zhuǎn)換成器件實際保存單位的計算方法。

序言

若應(yīng)用參數(shù)已正確保存在器件中，DS2784獨立式電量計非常容易使用且精度很高。要優(yōu)化電量計的性能，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"詳細闡述了如何選擇DS2784存儲的各項參數(shù)。下文給出了將這些參數(shù)保存入器件時的計算方法。


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實際保存的參數(shù)。

計算

圖1給出了DS2784電量計精確工作時所需的參數(shù)。點擊Write & Copy按鈕時，DS2784K軟件將參數(shù)轉(zhuǎn)換成器件實際存儲的格式，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際值的計算過程。計算中使用的單位如AccBias_μV表示累計偏移寄存器以單位μV顯示，AccBias_mA表示同一個數(shù)值以單位mA顯示。編程入各EEPROM地址的數(shù)值以十六進制給出，格式為數(shù)值地址(EEPROM ADDRESS)，各用一個字節(jié)表示。下面計算中的例子數(shù)據(jù)來自圖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。無需計算。

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)檢測電阻的電池電流或電池自放電電流。該寄存器存儲的是帶符號數(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，步長為78.125μA。

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

老化容量寄存器(地址62/63h)

老化容量寄存器存儲額定電池電量，用于估算正常使用情況下電池容量減少的程度。該寄存器存儲的是無符號數(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，步長為0.3125mAhrs。

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

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，用于檢測滿充電狀態(tài)。該寄存器無符號，LSB值為19.52mV，其地址為64h，范圍為0至4.9776V。

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，用于檢測充滿狀態(tài)。該寄存器無符號，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，步長為2.5mA。

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

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電池電量空時的電壓門限。該寄存器無符號，LSB值為19.52mV。其地址為66h，范圍為0至4.9776V。

電量空電流寄存器(地址67h)

電量空電流寄存器存儲用于檢測電量空時的放電電流門限。該寄存器無符號，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，步長為10mA。

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

電量空40寄存器(地址68h)

電量空40寄存器存儲+40°C時的電量空數(shù)值(如DS2784數(shù)據(jù)資料中的圖11所示)。該寄存器無符號，LSB為+40°C時滿電量的百萬分之一。其地址為68h，范圍為+40°C時滿電量的0至24.9%。

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，用來計算絕對電量。該寄存器無符號，LSB值為1Ω。其地址為69h，范圍為1mhos至255mhos，實際值為1Ω至3.922mΩ。

滿電量40寄存器(地址6A/6Bh)

滿電量40寄存器存儲+40°C溫度時的滿電量值(參考DS2784數(shù)據(jù)資料中的圖11)。該寄存器無符號，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，步長為0.3125mAhr。

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

滿電量斜率(地址6Ch–6Fh)

已保存有+40°C時的滿電量點(Full 40)，其他溫度下的滿電量點可通過滿電量曲線(參考DS2784數(shù)據(jù)資料中的圖4)的斜率來計算。各可編程溫度點(T34, T23, T12)之間的滿電量曲線斜率以無符號字節(jié)的形式存儲，單位為ppm/°C。假定+40°C時滿電量為曲線最高點。溫度每增加1°C時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3個溫度點，第4個溫度T01需通過滿電量曲線第1段的斜率來計算。

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溫度時滿電量點之間的斜率。Full_40C_mAhrs表示+40°C時的滿電量點，單位為mAhrs。Full_T34_mAhrs表示T34溫度時的滿電量點。T34表示溫度截點，單位為°C。其它等式中所用變量采用相同的形式。

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。若已存儲有+40°C時的電量空值(Active Empty 40)，則其他溫度時的空電量可通過溫度截點(T34，T23，T12)間的斜率進行計算。各空電量的斜率都以無符號字節(jié)形式存儲，單位為ppm/°C。溫度每變化1°C時重建一次空電量，因此任何溫度下的空電量都大于或等于下一個較高溫度點的空電量。斜率范圍為0至15564ppm/°C。注意：該器件只能存儲3個溫度點，第4個溫度點T01需要通過測量AE第1段的斜率進行計算。

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時的空電量數(shù)值，單位為mAhrs。AE_T34_mAhrs表示T34溫度截點時的空電量數(shù)值，單位為mAhrs。T34表示溫度截點，單位為°C。

待機空電量斜率(地址74h–77h)

待機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時的待機空電量值固定為0。其他溫度時的空電量點可通過溫度截點(T34，T23和T12)間的斜率進行計算。各待機空電量點間的斜率都以無符號字節(jié)形式存儲，單位為ppm/°C。溫度每變化1°C時重建一次待機空電量，因此任何溫度下的待機空電量均大于或等于下一個較高溫度下的待機空電量。斜率范圍為0至15564ppm/°C。注意：該器件只能存儲3個溫度點，第4個溫度點T01需要通過SE第1段的斜率來計算。

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

檢流電阻增益寄存器(地址78/79h)

檢流電阻增益(RSGAIN)寄存器用于存儲校準(zhǔn)系數(shù)，當(dāng)SNS和VSS之間施加一個基準(zhǔn)電壓時，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。



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時禁止溫度補償功能。

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量值中加入可編程的失調(diào)值。該寄存器帶符號，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，步長為78.125μA。

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

溫度截點(地址7Ch–7Eh)

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

ValueStored (7Ch)	= T34	= +18°C	= 12h
ValueStored (7Dh)	= T23	= 0°C	= 00h
ValueStored (7Eh)	= T12	= -12°C	= F4h

保護門限寄存器(地址7Fh)

保護門限寄存器地址為7Fh，其位格式如DS2784數(shù)據(jù)資料所述。無需計算。

結(jié)論

DS2784允許用戶根據(jù)應(yīng)用的確切參數(shù)定制電量計。然而，器件所存儲的參數(shù)單位不是常用單位。按照本應(yīng)用筆記給出的計算方法，可將常用單位轉(zhuǎn)換成DS2784所需的單位。