锂离子电池管理芯片bq2050H

图1b q 2050H 的引脚排列

1.概述

锂离子电池管理芯片b q 2050H 安装于电池组或应用系统内部,可为有效的电池容量提供精确的记录。该IC 检测传感电阻上的压降以决定电池的充电和放电,传感电阻连在电池负端和地线之间。温度补偿、自放电补偿和放电速率补偿被用以修正充电计数器,从而在较宽的工作范围内能提供有效的电池容量信息。在电池充满到放完电量的放电周期中,电池容量可自动地校准。

标称的电池容量可以应用5段L ED 直接显示。b q 2050H 还支持与外部处理器(共地系统)的简单单线双向串行通信。b q 2050H 的5kb HDQ 总线接口减小了外部微控制器的通信负担。

b q 2050H 内含有效容量寄存器,温度寄存器,有效能量量程寄存器,电池识别(ID )寄存器,电池状态寄存器和锂离子电池充电F E T 状态寄存器。外部微处理器可以重写某些寄存器的数据。

b q 2050H 亦可应用于电池组件。R EF 输出端和外晶体管可组成简单廉价的电压调节器,并由电池向IC 供电。

2.引脚排列

b q 2050H 的引脚排列如图1所示。各引脚功能

如下:

L COM :L ED 公共输出端。该开漏输出端接Vcc 为L ED 提供电流。在初始化时该端断开,以便

识别编程用的上拉或下拉电阻。显示断开时该脚呈高阻态。

SE G1～SE G5:L ED 显示输出(与PRO G1～PRO G5复用)。每个输出可激励L ED 以吸取从L COM 流出的电流。

PRO G1～PRO G2:计数值选择编程输入端(与SE G1～SE G2复用)。输入脚三级电平定义可编程

的满计数阀值,详见表1。

PRO G3～PRO G4:电池能量量程选择输入端

(与SE G3～SE G4复用)。输入脚三级电平定义量程

倍乘系数。见表1。

PRO G5:自放电速率选择(与SE G5复用),该脚输入的三级电平用于定义自放电和电池补偿系数。

CFC :充电F E T 控制输出。该脚可作为锂离子

电池组保护电路充电F E T 的附加控制。

Vss :地。

SR :传感电阻输入。检测传感电阻Rs 上的压降Vsr 并对时间积分,以便决定何时处于充电与放电状态。SR 接于电池负极和传感电阻的接点。Vsr

D ISP :显示控制输入。D ISP 高电平时断开

锂离子电池管理芯片b q 2050H

太原市永明电源厂

余大武

Po wer G au g e IC b q 2050H For L i -ion Cells

Yu Dawu

摘要:

本文介绍美国Benchmar q 公司的锂离子电池管理芯片b q 2050H 的内部结构、工作原理、与

主控计算机的接口及通信协议,并给出了由其组成的锂离子电池管理组件的应用实例。关键词:锂离子电池;充电/放电;容量管理(Power Gau g e )串行接口;电池组保护;b q 2050H 分类号:TN 492文献标识码:B 文章编号:1006-6977(1999)11-0018-06

●新特器件应用

图2b q 2050H 的应用—L ED 显示

L ED 显示,

实现PRO G ×功能。D ISP 悬浮时,充电

过程中L ED 显示。D ISP 低电平时,L ED 每4秒钟显示一次。

SB :电池第二输入脚。通过一个高阻分压网络

检测电池组电压,当到达电池放电末端阀值(EDV )时,结束电池检测。

RB I :寄存器备份输入。当Vcc ≤3V 时,该脚提供备份电源给b q 2050H 的各寄存器。RB I 应外接一只附加电池或一个存贮电容。

HDQ :串行通信I/O 。这是一个开漏结构的双向通信口。

PSTA T :保护状态输入脚。该脚由锂离子电池

保护电路提供过压保护信号。不用时,该脚连到

Vss 。

R EF :基准电压输出。为附加的微型稳压器提供基准电压。

Vcc :供电输入。

3.工作原理

b q 2050H 通过检测流

入或流出电池的电流总量而计算电池的容量。b q 2050H 测量放电和充电电流。测量电池电压,估算自放电,检测电池低压阀值,并对温度变化及放电速率进行补偿。电流的测量是通过测量传感电阻上的压降完成的,有效能量量程则是通过估算放电时电池的平均电压和标称的有效充电值而完成的。有效能量量程还依环境及工作条件予以校正。

表1　满度计数值和Vsr 增益设定

PRO GX 12编程满

刻度数

PRO G 4=L

PRO G 4=Z or H PRO G 3=H PRO G 3=Z PRO G 3=L PRO G 3=H PRO G 3=Z PRO G 3=L Units

---SCAL E =1/80SCAL E =1/160SCAL E =1/320SCAL E =1/640SCAL E =1/1280SCAL E =1/2560mVh/count H H 4915261430715476.838.419.2mVh H Z 4505656328214170.435.217.6mVh H L 4096051225612864.032.016.0mVh Z H 3686446123011557.628.814.4mVh Z Z 3379242221110653.026.413.2mVh Z L 3072038419296.048.024.012.0mVh L H 2764834617386.443.221.610.8mVh L Z 2560032016080.040.020.010.0mVh L

L

22528

28214170.435.217.68.8mVh V SR 等于2counts/s (nom.)

90

45

22.5

11.25

5.6

2.8

mV