DS278x電量計(jì)電流失調(diào)寄存器(COB)的校準(zhǔn)

作者：時(shí)間：2011-05-26 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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摘要：DS278x系列獨(dú)立式電量計(jì)為可充電鋰離子電池或鋰聚合物電池提供了精確估算剩余電量的方法。該系列電量計(jì)內(nèi)置電流失調(diào)(COB)寄存器，設(shè)計(jì)人員可以利用它來(lái)消除IC電流ADC所引入的固有偏移。然而，若寄存器校準(zhǔn)不當(dāng)，將降低電流測(cè)量的精度，尤其是在低電流時(shí)。本應(yīng)用筆記給出了正確校準(zhǔn)完全安裝于電池包內(nèi)的DS278x的步驟，從而確定應(yīng)該寫(xiě)入COB寄存器的正確值。

引言

DS278x系列獨(dú)立式電量計(jì)包括DS2781、DS2784和DS2788—提供了一個(gè)準(zhǔn)確估計(jì)可充電鋰離子電池或鋰聚合物電池剩余電量的方法。電量計(jì)的精度由存儲(chǔ)在EEPROM中的電池特性和應(yīng)用參數(shù)，以及電流讀數(shù)的精度決定。

每款器件包含一個(gè)電流失調(diào)(COB)寄存器，設(shè)計(jì)人員可利用它來(lái)消除器件電流ADC所引入的固有偏移。但是如果器件校準(zhǔn)不當(dāng)，將無(wú)法體現(xiàn)高精度電量計(jì)的優(yōu)勢(shì)。本應(yīng)用筆記提供了一個(gè)正確校準(zhǔn)DS278x COB寄存器的實(shí)例。

說(shuō)明

DS278x系列器件的電流ADC非常靈敏?？梢詼y(cè)得檢流電阻兩端僅1.5625μV的壓降。要得到這樣的精度，只有在電池組安裝后對(duì)電流測(cè)量結(jié)果進(jìn)行校準(zhǔn)才能實(shí)現(xiàn)。COB是加在DS278x器件測(cè)量值上的失調(diào)值，會(huì)在累積電流寄存器(ACR)中進(jìn)行累加，如式1所示。

報(bào)告電流(mA) = 測(cè)量電流(mA) + 電流失調(diào)(mA)

(式1)

圖1為COB寄存器格式。COB是一個(gè)8位2進(jìn)制補(bǔ)碼，存儲(chǔ)在參數(shù)EEPROM存儲(chǔ)區(qū)的一個(gè)字節(jié)中。COB寄存器的值可在-199.68μV至+198.12μV間調(diào)節(jié)，步長(zhǎng)為1.5625μV。

DS278x電量計(jì)電流失調(diào)寄存器(COB)的校準(zhǔn)

DS278x電量計(jì)電流失調(diào)寄存器(COB)的校準(zhǔn)

圖1. 計(jì)算出的COB值應(yīng)按照以上COB寄存器的格式寫(xiě)入地址7Bh

精確的電流測(cè)量時(shí)如果無(wú)需失調(diào)校準(zhǔn)，則器件的COB值應(yīng)為0 。通常情況下，DS278x系列器件出廠時(shí)的COB值為0。

在實(shí)際應(yīng)用的整個(gè)溫度和電壓范圍內(nèi)，器件的電流失調(diào)會(huì)略有不同。因此，建議在實(shí)際應(yīng)用的平均溫度和電壓時(shí)對(duì)失調(diào)進(jìn)行校準(zhǔn)。例如，大多數(shù)情況下，手機(jī)或PDA工作在+25°C和3.8V，即室溫和電池電壓中間值。下文的實(shí)例給出了在線校準(zhǔn)DS278x的步驟。

初始化失調(diào)寄存器
建議首先將COB寄存器寫(xiě)為0x00h。用戶可以在不影響校準(zhǔn)精度的前提下選擇不同的失調(diào)值作為起點(diǎn)。確定新的失調(diào)值時(shí)需要記錄起始失調(diào)值。在此例中，假定以0x00h為起始點(diǎn)。

寫(xiě)0x00h至COB寄存器 1字節(jié)
無(wú)電流時(shí)的校準(zhǔn)
在大多數(shù)情況下，關(guān)閉保護(hù)FET將切斷流入或流出電池組的電流。不過(guò)，有些接在電池組兩端的電源或負(fù)載會(huì)有少許漏電流，將影響失調(diào)校準(zhǔn)的精度?？尚?zhǔn)接負(fù)載和不接負(fù)載兩種情況下的失調(diào)來(lái)檢測(cè)漏電流。如果兩次測(cè)試計(jì)算出的失調(diào)值不同，則在校準(zhǔn)之前需要將負(fù)載移開(kāi)或通過(guò)一個(gè)繼電器開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。
讀電流寄存器
器件以18.6kHz的頻率采樣流過(guò)檢流電阻的電流，并在每個(gè)轉(zhuǎn)換周期(每隔3.52秒)結(jié)束后更新電流寄存器。因此，讀電流寄存器之前建議至少等待7.04秒，以確保在FET斷開(kāi)和負(fù)載移除之前轉(zhuǎn)換周期內(nèi)不發(fā)生電流采樣。

等待7.04秒等待電流轉(zhuǎn)換
讀電流寄存器 2字節(jié)
確定新的COB值
COB值疊加到測(cè)得的電流值(如公式1所示)；因此，電流寄存器的負(fù)值應(yīng)寫(xiě)入COB寄存器以消除失調(diào)。電流寄存器及COB寄存器具有相同的LSB (1.5625μV)，因此，可以很方便的確認(rèn)新值。

例如，如果讀取的電流寄存器值為+4.6875μV (+3 LSB)，則只需將-4.6875μV (-3 LSB)寫(xiě)入COB寄存器。
寫(xiě)入并復(fù)制COB值
步驟4中確定的值應(yīng)以2進(jìn)制補(bǔ)碼格式寫(xiě)入COB寄存器(地址0x7Bh)并復(fù)制到EEPROM中。本例中的COB值為-3 LSb，所以2進(jìn)制補(bǔ)碼為0xFDh。

寫(xiě)新值至COB寄存器 1字節(jié)
在區(qū)域1執(zhí)行EEPROM復(fù)制
驗(yàn)證精度
當(dāng)COB寄存器中的值更新后，重復(fù)執(zhí)行步驟2、3來(lái)驗(yàn)證校準(zhǔn)精度。

結(jié)束語(yǔ)

電池包完成組裝后，用戶可以通過(guò)編程COB寄存器的值以改善電流測(cè)量精度。電流失調(diào)校準(zhǔn)能使DS278x系列獨(dú)立式電量計(jì)的測(cè)量結(jié)果盡可能精確。DS278x器件還包含一個(gè)電流增益寄存器(RSGAIN)，用來(lái)改善電流讀數(shù)精度，具體描述見(jiàn)應(yīng)用筆記4114，"DS278x系列電量計(jì)中的RSGAIN校準(zhǔn)"。標(biāo)定RSGAIN之前，校準(zhǔn)電流寄存器COB是很重要的。