為DS2784獨立式電量計添加熱保護功能

摘要：DS2784獨立式電量計為鋰離子(Li+)電池提供過(guò)壓及過(guò)流保護功能。然而，一些新型鋰離子應用還需要熱保護。本文介紹了如何在DS2784典型應用電路中加入MAX6506溫度傳感器和MAX4613模擬開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現可編程溫度控制。與這些輔助器件配合使用，DS2784能夠發(fā)揮其全部功能。

引言

DS2784獨立式電量計提供精確的電壓、溫度和電流測量，同時(shí)內置SHA-1認證算法。內置安全電路可保護鋰離子(Li+)電池不受過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、短路故障的影響。若想提高安全水平，可在典型應用電路中添加MAX6506雙門(mén)限溫度開(kāi)關(guān)及MAX4613四路SPST模擬開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現可編程的熱保護。圖1為帶有其它輔助器件的應用電路。


圖1. 在DS2784應用電路中加入MAX6506和MAX4613實(shí)現可編程的熱保護(開(kāi)關(guān)U1A–U1D代表MAX4613內的4個(gè)開(kāi)關(guān))。

電路原理

MAX6506具有兩個(gè)高有效、推挽輸出驅動(dòng)器，當溫度高于觸發(fā)門(mén)限時(shí)置位。ALARM引腳溫度門(mén)限是工廠(chǎng)設置的，WARN引腳電壓可由用戶(hù)設置為低于S0和S1引腳設置的ALARM門(mén)限值。圖1配置中WARN電壓比ALARM門(mén)限值低10°C。MAX6506的2.5V至5.5V VCC范圍和低電流消耗(典型值40μA)使之特別適合單電池應用。

MAX4613提供了兩個(gè)常開(kāi)(NO)的單刀/單擲(SPST)開(kāi)關(guān)和兩個(gè)常閉(NC)的SPST開(kāi)關(guān)。MAX4613支持高達40V的電源電壓。它的V+引腳必須連接到DS2784的CP引腳，使該模擬開(kāi)關(guān)可以將高壓柵極驅動(dòng)從放電控制(DC)和充電控制(CC)引腳連接至保護FET。MAX4613的開(kāi)關(guān)控制信號以單獨的數字邏輯電源引腳(VL)為參照。VL必須與MAX6506連接到同一電源；也就是說(shuō)，連接到電池正端。電源電流和MAX4613邏輯電流最大值均規定為5μA，總的最大電流為10μA。

電路工作原理

當MAX6506溫度達到用戶(hù)設置的WARN觸發(fā)電平時(shí)，WARN引腳為高。這將關(guān)斷U1B并斷開(kāi)CC高壓驅動(dòng)與CC保護FET之間的連接。同時(shí)，開(kāi)關(guān)U1D閉合，CC保護FET的柵極連接到電池電壓。這樣可以使CC保護FET關(guān)斷并設置VGS電壓為零。WARN引腳具有工廠(chǎng)設置的典型值為5°C的溫度滯回。

如果MAX6506溫度繼續上升，并達到工廠(chǎng)設置的ALARN觸發(fā)門(mén)限，ALARN引腳為高。這將關(guān)斷U1C并斷開(kāi)DC高壓驅動(dòng)與DC保護FET之間的連接。同時(shí)，開(kāi)關(guān)U1A閉合，DC保護FET的柵極連接到VSS。這樣可以使DC保護FET關(guān)斷。ALARM引腳具有工廠(chǎng)設置的典型值為2°C溫度滯回。圖2為電路工作曲線(xiàn)。


圖2. CC和DC柵極在不同溫度下的工作曲線(xiàn)