介绍

DS2751多化学电池燃料计具有一定的工作范围，因此它可以用于单电池锂离子/聚合物电池组或3电池镍电池组。然而，许多应用程序需要在串联堆栈中使用更多的单元。在这些应用中，DS2751仍然可以通过将多个电池电压降低到可接受的水平来用作燃料测量IC。该方法允许使用DS2751的所有功能，包括集成25毫欧检测电阻，温度/电压/电流测量，电流积累(库仑计数)，32字节的EEPROM和单线通信接口。

概述

图1中的原理图说明了在双单元应用程序中使用DS2751的可能解决方案。虽然在AN131中描述的基本燃料测量不需要，但该电路提出了一种测量双电池电压的方法。在这个应用程序中，PIO用于切换比较器输出，以驱动它的一个电源轨道穿过电阻划分网络。当PIO低时，V(IN)处的电压为双电池电压的一半，当PIO高时，V(IN)为0V。为了给DS2751提供恒定的功率，需要一个低差稳压器(LDO)将双电池电压降至可接受的水平。双电池保护器也是必要的，以保护电池免受故障情况。如图所示，该电路的所有元件必须位于保护器的接触侧(而不是单元侧)。

详细描述

DS2751的推荐电源电压范围为2.5V ~ 5.5V，因此必须选择相应的LDO输出电压。LDO还必须具有较低的静态电流，并且能够处理由多单元堆叠呈现的输入电压。具有5V输出的MAX1726满足所有标准。它支持12V的最大输入电压和2µa的电源电流。使用5V输出是因为LDO效率随着输入电压高于输出电压而降低。标称输入电压为7.6V，这是最佳输出电压。5V输出还确保在任何情况下V(DD)电压都保持在V(IN)电压之上。为了防止DS2751中的数据丢失，MAX1726的SHDN引脚应该连接到如图1所示的输入电压上。这将确保MAX1726不会进入关机模式，否则会从DS2751移除电源。1µF输入和输出电容推荐使用数据表。请参阅MAX1726数据表，了解特定应用的电容器选择。

DS2751电压寄存器(地址0Ch和0Dh)的最大可报告电压为4.99V。因此，需要一种分划方案来将电池堆叠电压降至可测量的水平。为此，使用两个精密100k欧姆电阻将堆叠电压分成两半。从电阻器漏出的恒定直流电流对于电池供电的应用是禁止的，因此使用比较器来开关电流。TLV3701纳米功率比较器用于开关，因为它可以承受高达16V的电源电压，并列出560nA的典型电源电流。DS2751开漏PIO引脚用作比较器开关的控制引脚。如果DQ线低超过2秒，或者DS2751进入睡眠模式，PIO引脚会自动切换到高阻抗状态。LDO输出的100k欧姆上拉电阻确保PIO在此状态下为逻辑高电平。另一个比较器输入连接到堆栈中底部单元的正极。这种配置在两个PIO逻辑电平的比较器输入端产生一个差分电压。从PIO到地的47pF电容有助于在PIO被驱动为低电平时阻止负欠冲。

在比较器输出低的情况下，V(IN)处的电压为0V。因此，欠压休眠使能(UVEN)功能必须禁用，否则DS2751将永远不会转换到活动模式。要禁用UVEN，将值0写入地址31h的第3位。当需要进行电压测量时，特殊特征寄存器中的PIO位(位6，地址08h)被设置为0，然后是至少6.8ms的延迟。这个延迟对于DS2751用V(IN)引脚的新电压更新电压寄存器是必要的。复位电压寄存器后，PIO位复位为1。通过将电压寄存器值乘以2来计算总电池堆栈电压。实验结果表明，在双电压寄存器值基础上再增加0.1V，电池堆叠电压精度可达99%。额外的0.1V需要考虑从比较器正轨到比较器输出的电压降。

为了保护单元堆栈，可以使用任何支持NMOS或PMOS fet的多单元独立保护器。独立保护器位于DS2751的单元侧，如图1所示。使用这种配置，如果发生故障情况，所有外部组件的电源将通过保护场效应管断开。当故障条件得到纠正时，放电场效应管将再次接通，所有元件将上电。只要UVEN功能被禁用，DS2751只能在一种情况下进入休眠状态:如果PMOD位设置为1(推荐)，并且DQ为逻辑低;2s(包断开)。这导致DS2751恢复到低功耗休眠模式，并停止温度，电压，电流和累积电流的测量。重新连接包并将DQ拉高导致DS2751返回活动模式。

图1所示的配置假设有一个内部25毫欧感测电阻。请参考DS2751数据表，以帮助您选择适合您应用的外部检测电阻。如DS2751数据表所示，图1中所示的所有其他无源元件都包括用于滤波和ESD保护的元件。

总结

虽然DS2751是专门为单电池锂离子/聚合物电池组或3电池镍电池组设计的，但它可以在需要更多电池的应用中用作监测和燃料测量设备。一个比较器和LDO必须添加到完整的解决方案中，但建议的组件只增加2.6µA的电源电流。禁用UVEN功能后，DS2751的众多优点可用于多种小区应用。其优点包括高精度库仑计数，集成电流检测电阻，32字节可锁定用户EEPROM，温度，电压和电流测量，唯一的64位ROM地址和单线串行通信接口。