DS2740高精度库仑计数器参考设计

DS2740高精度库仑计数器IC可为1节锂离子（Li-ion）或3节NiMH电池组提供电量计量功能。用户可以选择是将库仑计数器IC安装在电池组中还是安装在主机系统中。本应用笔记给出了DS2740用于电量计功能的两种参考设计;一个DS2740安装在电池组中，另一个DS2740安装在主机中。描述了每个电路的元件选择和功能。还讨论了在每个位置放置库仑计数器的优势。

介绍

DS2740高精度库仑计数器非常适合安装在需要电量计技术的便携式电子设备的主机系统或电池组中。库仑计数器提供高精度电流/净流量测量，以精确测量电池容量。其 μMAX 封装的小尺寸占用电路板空间很小，并且 1μA 的最大睡眠模式电源电流不会给电池增加不必要的消耗。此外，1-Wire®接口只需要一个通信引脚。主机提供的电压和温度测量可以组合成一个完整的电量计系统。本应用笔记介绍了DS2740的两种推荐电路，一种用于主机系统安装，另一种用于电池组安装。

主机系统安装

图1中的原理图给出了在手机或个人数字助理主机系统中使用DS2740的可能方案。电路显示DS2740和主机系统均由外部电池组供电。该电池组可以是单节锂或三节镍组合物。PACK+ 和 PACK-端子代表与外部电池组的连接。从PACK+至V的150Ω电阻DD的DS2740用于ESD抗扰度。该电阻有助于限制器件的电流尖峰，并防止过压情况。V上的另一个无源元件DD线路是 0.1μF电容器。该电容器有助于滤除电压尖峰，并将电压保持在规定的2.7V至5.5V范围内。

图1.DS2740安装在主机系统中。

图1中的CPU数据引脚为漏极开路驱动器，类似于DS2740的数据I/O （DQ）引脚。DATA和DQ引脚直接连接在一起，使用一个4.7kΩ上拉电阻将数据线拉至逻辑高电平。DS2740 1-Wire总线速度控制（OVD）引脚连接至V党卫军指示标准1-Wire定时协议。对于过驱时序，OVD引脚应连接到V。DD零件的引脚。为了监视检测电阻（RSNS）两端的电压，SNS引脚连接到R的主机侧社交网络VSS 连接到单元侧。电流检测输入引脚（IS1和IS2）连接到一个0.1μF电容的任一端。该电容器和内部电阻器为电流尖峰提供了一个低通滤波器。设备接地 VSS 必须始终连接到电池单元的负极端子。最后一个引脚PIO是一个漏极开路、通用输入/输出驱动器，在图1中保持浮动状态。PIO 对于正常的设备功能不是必需的，但可用的选项包括驱动LED或振动器。

在主机系统中安装设备的主要好处是降低了成本。主机中只需要一个设备，而不是每个电池组都有自己的专用库仑计数器。缺点是如果从主机中取出电池组，DS2740将断电。这会导致当前累积数据丢失。因此，主机必须定期读取并保存DS2740中的数据。

电池组安装

图2所示为DS2740安装在单节Li+电池组内的原理图。左侧的 PACK+、PACK-、DQ 和 PIO 节点表示包的外部联系人。如图所示，DS2740应安装在保护器的触点侧（而不是电池侧）。这样可以防止任何不必要的电荷路径通过DS2740。所述保护器可以是任何单个电池保护器。

图2.DS2740安装在电池组中。

包安装和主机安装之间的主要区别在于 PIO 和 DQ 引脚。在本例中，这些引脚被路由到包装上的外部触点。这些外部触点需要额外的ESD和电压瞬变保护。150Ω和330Ω电阻分别限制DQ和PIO的电流尖峰。5.6V齐纳二极管可保护 DQ 和 PIO 引脚免受高压影响，同时不会干扰正常工作电压。同样，PIO 对于设备功能不是必需的，如果不使用，则应保持打开状态。另请注意，显示的DQ没有上拉电阻;这必须在主机端提供。主机系统示例中描述了所有其他组件和引脚。

该电路的主要优点是每节电池都有自己的专用DS2740。因此，如果拆卸、安装、充电或排放电池组，库仑计数将保持准确。只要保护器保持闭合状态，并且为DS2740供电，电流累积就会继续。每个DS2740都有一个唯一的64位净地址，因此电池组也可以唯一标识。

总结

DS2740是达拉斯半导体迄今为止最精确的库仑计数器件之一。小型μMax器件足够小，可以安装在主机系统内部或每个电池组内，并且只需要一个通信引脚。主机和电池组应用都有其自身独特的优势。对于主机安装，成本是最大的优势，而在电池组中，专用硬件。DS2740与提供温度和电压测量的主机系统相结合，可以构建完整的电量计系统。

审核编辑：郭婷