电池燃料计可以以多种方式实现。最流行的是从电池电压中得出电池剩余容量。这种方法的优点是易于实现且成本相对较低，但它也有一个主要缺点:相对不准确。电池电压与电池容量的关系充其量是不一致的，这种关系因电池放电速率和温度的不同而变化很大。

然而，最新的便携式设备需要更精确的电池气体测量。例如，便携式计算机或PDA可能需要保存数据或状态信息，并在电池达到临界放电点时关闭。对这一点的准确预测可以让设备在电池供电的情况下安全运行更长时间。对于需要精确测量的应用，LTC4150库仑计数器是一种紧凑且易于实现的解决方案。

LTC4150通过感测电阻测量流入和流出电池的电荷。电压-频率转换器将电流检测电压转换成一系列输出脉冲。每个脉冲对应于流入或流出电池的固定数量的电荷。当电池耗尽或充电时，该设备指示充电极性。电池的状态可以通过一个微控制器精确地预测，通过一个简单的1线或2线接口连接。

精密积分器使电荷测量

电荷是电流的时间积分。LTC4150通过监测通过感测电阻产生的电压来测量电池电流，然后将这些信息集成以确定充电。图1所示的框图显示了如何。

电流测量由电容CF通过CF+和CF -引脚连接滤波。这平均了由负载、充电电流或开关稳压器的突发模式 操作中的纹波、噪声和尖峰引起的电流的所有快速变化。滤波器的输出应用于放大器和100pF电容器在其核心的积分器。一旦积分器的输出达到REFHI或refo电平，开关S1和S2将反转斜坡方向。通过观察S1、S2和斜坡方向的情况，确定极性。

计数器用于有效地将集成时间增加1024倍，大大减少了处理LTC4150中断所需的微控制器开销。在每个计数器下溢或溢出处INT输出锁存低位，同时，POL输出锁存以指示电荷计数的极性。一旦中断被识别，微控制器复位INT输出低脉冲在CLR销。为了简化这些联系，INT和CLR引脚也可以连接在一起。在这种情况下，中断信号持续至少1µs，足够的时间让微控制器注册数据INT引脚自动复位。

库仑数

LTC4150的传递函数被量化为电压频率增益G(VF)，其中输出频率是每秒中断次数，输入电压是穿过SENSE+和SENSE -引脚的电压V(SENSE)。每秒的中断数为:

地点:

LTC4150的V(SENSE) = 50mV，因此:

由于I·t = Q，每电池电量的库仑INT脉冲(中断间隔)可由式4导出:

电池容量通常用安培小时表示:

结合式4、5:

或

电荷测量可以用微控制器进行缩放。

高侧感应高达8.5V

图2显示了最大负载电流为500mA的2节锂离子电池系统的典型应用设计。用式2计算R(SENSE) = 50mV/0.5A = 0.1欧姆。当R(SENSE) = 0.1欧姆时，由式6可知，每次中断对应于0.085mAh的充电，G(VF) = 32.55 Hz/V。容量为850mAh的电池总共需要10000元INT断言完全充电或放电。

当不需要时，LTC4150可以关闭到低电流模式(最大1.5µa)，减少电池的损耗。

准确预测电池容量

影响容量预测精度的因素有输入偏置电压、积分非线性误差(INL)、检测电阻容差和电池自放电。室温下，锂离子电池的自放电率约为每月2%-4%。LTC4150在输入和共模范围内的INL误差为0.3%(见图3)，输入偏置电压为150µV。

结论

LTC4150提供了一个简单而紧凑的解决方案，用于高侧库仑计数/电池气体测量，电池电压高达8.5V(2节锂离子电池或6节镍镉或镍氢电池)。唯一需要的外部元件是感测电阻和滤波电容，以平均瞬态事件和纹波电流。