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DS2786应用:获取锂离子(Li+)电池参数,用于基于开路电压(OCV)的电量计测量
文章来源:Maxim Integrated Products 更新时间:2011/8/19 0:08:00
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摘要:DS2786是一款基于开路电压电量计,能够报告锂离子电池总储存电量。该器件在出厂前已经建立了理想的OCV曲线,可以精确估算Li+电池的剩余电量。DS2786  OCV电量计的精度可通过实际应用条件下的Li+电池特性参数改善。 

引言 

基于开路电压(OCV)的独立式电量计DS2786可根据空闲状态下电池的开路电压估算可充电锂离子(Li+)电池的可用电量。器件按照储存在IC中的查找表,利用开路电压确定电池的相对容量。DS2786出厂前,EEPROM中已经建立了理想的OCV曲线。根据实际应用中锂离子(Li+)电池的充/放电参数获取OCV曲线,以提高DS2786的精度。 

本应用笔记描述了基于OCV电量计应用中获取Li+电池参数、采集并处理数据,而后将数据载入DS2786K评估软件的方法。 

获取Li+电池参数的步骤 

1. 确定满电量和空电量点

提取Li+电池参数的最佳方法是创建一个尽可能与实际应用接近的环境。其中包括保护电路、放电曲线(包括实际应用中有效电流和待机电流的典型值)以及充电曲线。因此需要模拟电池充电和放电过程,并监控和记录电流和电压。 

满电量点(100%电量)是指充电电路对Li+电池充满电时的容量。空电量点(0%电量)是指有效空电量点、待机空电量点或电池中剩余的绝对电量。 

2. 获取电池参数 

在基于OCV电量计应用中提取Li+电池参数可在室温下进行。最好至少采用3节电池执行下列步骤,获取平均OCV曲线。 

1. 电池充电达到满电量点。

2. 电池放电达到0%,学习电池容量,以mAh为单位进行记录。

3. 电池充电达到满电量点。

4. 电池空闲60分钟。

5. 记录100%时的开路电压。

6. 以大约0.2C的速率,将电池放电5% (基于步骤2中的电池容量)。

7. 电池空闲60分钟。

8. 记录95%时的开路电压。

9. 重复执行19次6-8步骤,直到电池容量为0%。 

3. 数据分析 

表1为典型电池的采样数据,由Maxim Integrated Products提供。20对电量/OCV数据分为9组,并存储到DS2786的EEPROM。100%和0%时的对应数据必须存储到器件中。选取其他7对数据来近似代表全部参数。表2为挑选出的用来近似表1中数据的9对数据。图1为表1和表2中数据的比较。 

4. 表1. 典型Li+电池的OCV特性数据 

表1:典型Li+电池的OCV特性数据。
表1:典型Li+电池的OCV特性数据。

表2. 存储在DS2786中的OCV参数数据 

表2:存储在DS2786中的OCV参数数据。

图1:OCV参数数据和9个近似分界点。


图1:OCV参数数据和9个近似分界点。

7. 数据存储 

最后一步是设置即将数据存储到DS2786的EEPROM中。采用DS2786K评估软件可以很容易地将数据转换成适当的格式以存储到EEPROM中。只需将表2中的数据载入DS2786K的Parameters标签,如图2 所示。此外,应将电池容量(参见第2步)输入Initial Cell Capacity文本框。然后点击Write & Copy按钮。确保设置电压施加到DS2786的VPROG引脚,从而正确编程EEPROM。 

图2:DS2786K评估软件的Parameters标签 。
图2:DS2786K评估软件的Parameters标签 。

结论 

Maxim基于OCV的电量算法可精确跟踪实际应用中Li+电池充放电时的电池容量。只要用Maxim公司提供的评估软件采集、存储电池特性数据,电量计就能精确计算电池剩余电量。

 
 
 
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