BQ2013H在鉛酸蓄電池電量監測中的應用

摘要：基于TI公司的電源管理芯片BQ2013H與STC89C52單片機，實(shí)現對鉛酸蓄電池電量的實(shí)時(shí)監測。根據實(shí)際使用蓄電池的標定容量，通過(guò)BQ2013H芯片可編程引腳設置初始容量，在蓄電池充電或放電過(guò)程中，通過(guò)監測蓄電池負極與地之間的檢測電阻的電壓，來(lái)確定蓄電池的充放電狀態(tài)。由5個(gè)LED指示可用容量，也可以由單片機通過(guò)HDQ協(xié)議與BQ2013H芯片通信，讀出相關(guān)寄存器值，計算得到蓄電池的剩余容量。
關(guān)鍵詞：BQ2013H；STC89C52；HDQ協(xié)議；鉛酸蓄電池；電量監測

引言
蓄電池作為較長(cháng)時(shí)間供電電源，廣泛應用于交通、通信、控制系統等領(lǐng)域。為保證用電系統的穩定性，對蓄電池剩余電量的監測是一項很重要的工作，常用的檢測方法有：密度法、開(kāi)路電壓法、放電法和內阻法。這4種方法的缺點(diǎn)是測量精度低，不適合在線(xiàn)測量，電路設計復雜或算法繁瑣。本文介紹一款TI公司的電源管理芯片BQ2013H，它可以高精度、實(shí)時(shí)地在線(xiàn)監測蓄電池剩余電量、當前電壓、電池溫度等信息，而且外圍電路設計簡(jiǎn)單，采用HDQ一線(xiàn)通信協(xié)議。

1 芯片簡(jiǎn)介
1．1 特 征
BQ2013H可以對可充電電池的剩余電量進(jìn)行精確測量，可以監測的電池包括鎳鎘、鎳氫和鉛酸蓄電池。芯片直接驅動(dòng)用于容量顯示的LED燈，能夠應用內部溫度傳感器自動(dòng)進(jìn)行充電和放電補償，提供簡(jiǎn)單的單總線(xiàn)串行通信接口。芯片引腳圖見(jiàn)圖1，各引腳功能描述如表1所列。

1．2 功能描述
BQ2013H芯片專(zhuān)為電池組設計，可以對電池的可用電量保持精確記錄。在電池的負極與線(xiàn)路板的地之間串接一個(gè)檢測電阻，芯片通過(guò)監測檢測電阻的電壓降來(lái)判斷電池是處于充電還是放電狀態(tài)。BQ2013H通常用于高放電率系統中高容量電池電量的監測。
電池的自放電通過(guò)內部的定時(shí)器和溫度傳感器來(lái)估算，對電池溫度、充電率和自放電率的補償應用于電荷計數器，該計數器在一個(gè)寬的操作條件下可以提供可用容量信息。最初的電池容量、自放電率、顯示模式和電荷補償可以用芯片的引腳PROG1～6來(lái)設置。電池從滿(mǎn)到空的一個(gè)放電周期中，實(shí)際的電池容量可以由芯片自動(dòng)地“學(xué)習”。由5個(gè)LED燈指示可用電量。
BQ2013H支持一個(gè)簡(jiǎn)單的單線(xiàn)雙向串口連接到外部微處理器(共地)，芯片響應串口的外部命令，輸出相應的電池信息。為了支持電池組的測試，輸出可以由命令來(lái)控制，微處理器可以修改芯片的一些數據寄存器。
BQ2013H可以直接監測4個(gè)鎳電池單元和3個(gè)鉛酸電池單元，在BQ2013H芯片的REF輸出引腳接一個(gè)晶體管，可以構成一個(gè)簡(jiǎn)單、廉價(jià)的電壓調節器。在多個(gè)電池的單元系統中，可以給芯片的VCC引腳提供電源。內部寄存器包括可用電量、溫度、容量、電池ID、電池狀態(tài)寄存器。