DS278x電量計電流失調寄存器(COB)的校準
引言
DS278x系列獨立式電量計包括DS2781、DS2784和DS2788—提供了一個(gè)準確估計可充電鋰離子電池或鋰聚合物電池剩余電量的方法。電量計的精度由存儲在EEPROM中的電池特性和應用參數,以及電流讀數的精度決定。每款器件包含一個(gè)電流失調(COB)寄存器,設計人員可利用它來(lái)消除器件電流ADC所引入的固有偏移。但是如果器件校準不當,將無(wú)法體現高精度電量計的優(yōu)勢。本應用筆記提供了一個(gè)正確校準DS278x COB寄存器的實(shí)例。
說(shuō)明
DS278x系列器件的電流ADC非常靈敏??梢詼y得檢流電阻兩端僅1.5625μV的壓降。要得到這樣的精度,只有在電池組安裝后對電流測量結果進(jìn)行校準才能實(shí)現。COB是加在DS278x器件測量值上的失調值,會(huì )在累積電流寄存器(ACR)中進(jìn)行累加,如式1所示。報告電流(mA) = 測量電流(mA) + 電流失調(mA)

圖1為COB寄存器格式。COB是一個(gè)8位2進(jìn)制補碼,存儲在參數EEPROM存儲區的一個(gè)字節中。COB寄存器的值可在-199.68μV至+198.12μV間調節,步長(cháng)為1.5625μV。

圖1. 計算出的COB值應按照以上COB寄存器的格式寫(xiě)入地址7Bh
精確的電流測量時(shí)如果無(wú)需失調校準,則器件的COB值應為0 。通常情況下,DS278x系列器件出廠(chǎng)時(shí)的COB值為0。
在實(shí)際應用的整個(gè)溫度和電壓范圍內,器件的電流失調會(huì )略有不同。因此,建議在實(shí)際應用的平均溫度和電壓時(shí)對失調進(jìn)行校準。例如,大多數情況下,手機或PDA工作在+25°C和3.8V,即室溫和電池電壓中間值。下文的實(shí)例給出了在線(xiàn)校準DS278x的步驟。
- 初始化失調寄存器
建議首先將COB寄存器寫(xiě)為0x00h。用戶(hù)可以在不影響校準精度的前提下選擇不同的失調值作為起點(diǎn)。確定新的失調值時(shí)需要記錄起始失調值。在此例中,假定以0x00h為起始點(diǎn)。寫(xiě)0x00h至COB寄存器 1字節 - 無(wú)電流時(shí)的校準
在大多數情況下,關(guān)閉保護FET將切斷流入或流出電池組的電流。不過(guò),有些接在電池組兩端的電源或負載會(huì )有少許漏電流,將影響失調校準的精度??尚式迂撦d和不接負載兩種情況下的失調來(lái)檢測漏電流。如果兩次測試計算出的失調值不同,則在校準之前需要將負載移開(kāi)或通過(guò)一個(gè)繼電器開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。 - 讀電流寄存器
器件以18.6kHz的頻率采樣流過(guò)檢流電阻的電流,并在每個(gè)轉換周期(每隔3.52秒)結束后更新電流寄存器。因此,讀電流寄存器之前建議至少等待7.04秒,以確保在FET斷開(kāi)和負載移除之前轉換周期內不發(fā)生電流采樣。等待7.04秒 等待電流轉換 讀電流寄存器 2字節 - 確定新的COB值
COB值疊加到測得的電流值(如公式1所示);因此,電流寄存器的負值應寫(xiě)入COB寄存器以消除失調。電流寄存器及COB寄存器具有相同的LSB (1.5625μV),因此,可以很方便的確認新值。
例如,如果讀取的電流寄存器值為+4.6875μV (+3 LSB),則只需將-4.6875μV (-3 LSB)寫(xiě)入COB寄存器。 - 寫(xiě)入并復制COB值
步驟4中確定的值應以2進(jìn)制補碼格式寫(xiě)入COB寄存器(地址0x7Bh)并復制到EEPROM中。本例中的COB值為-3 LSb,所以2進(jìn)制補碼為0xFDh。寫(xiě)新值至COB寄存器 1字節 在區域1執行EEPROM復制 - 驗證精度
當COB寄存器中的值更新后,重復執行步驟2、3來(lái)驗證校準精度。
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