DS278x電量計電流失調(diào)寄存器(COB)的校準(zhǔn)
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引言
DS278x系列獨立式電量計包括DS2781、DS2784和DS2788—提供了一個準(zhǔn)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(yīng)用參數(shù)，以及電流讀數(shù)的精度決定。每款器件包含一個電流失調(diào)(COB)寄存器，設(shè)計人員可利用它來消除器件電流ADC所引入的固有偏移。但是如果器件校準(zhǔn)不當(dāng)，將無法體現(xiàn)高精度電量計的優(yōu)勢。本應(yīng)用筆記提供了一個正確校準(zhǔn)DS278x COB寄存器的實例。
說明
DS278x系列器件的電流ADC非常靈敏。可以測得檢流電阻兩端僅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(jié)果進(jìn)行校準(zhǔn)才能實現(xiàn)。COB是加在DS278x器件測量值上的失調(diào)值，會在累積電流寄存器(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(diào)(mA)
(式1)圖1為COB寄存器格式。COB是一個8位2進(jìn)制補碼，存儲在參數(shù)EEPROM存儲區(qū)的一個字節(jié)中。COB寄存器的值可在-199.68μV至+198.12μV間調(diào)節(jié)，步長為1.5625μV。
圖1. 計算出的COB值應(yīng)按照以上COB寄存器的格式寫入地址7Bh
精確的電流測量時如果無需失調(diào)校準(zhǔn)，則器件的COB值應(yīng)為0 。通常情況下，DS278x系列器件出廠時的COB值為0。
在實際應(yīng)用的整個溫度和電壓范圍內(nèi)，器件的電流失調(diào)會略有不同。因此，建議在實際應(yīng)用的平均溫度和電壓時對失調(diào)進(jìn)行校準(zhǔn)。例如，大多數(shù)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。下文的實例給出了在線校準(zhǔn)DS278x的步驟。
- 初始化失調(diào)寄存器
建議首先將COB寄存器寫為0x00h。用戶可以在不影響校準(zhǔn)精度的前提下選擇不同的失調(diào)值作為起點。確定新的失調(diào)值時需要記錄起始失調(diào)值。在此例中，假定以0x00h為起始點。寫0x00h至COB寄存器 1字節(jié) - 無電流時的校準(zhǔn)
在大多數(shù)情況下，關(guān)閉保護(hù)FET將切斷流入或流出電池組的電流。不過，有些接在電池組兩端的電源或負(fù)載會有少許漏電流，將影響失調(diào)校準(zhǔn)的精度。可校準(zhǔn)接負(fù)載和不接負(fù)載兩種情況下的失調(diào)來檢測漏電流。如果兩次測試計算出的失調(diào)值不同，則在校準(zhǔn)之前需要將負(fù)載移開或通過一個繼電器開關(guān)斷開。 - 讀電流寄存器
器件以18.6kHz的頻率采樣流過檢流電阻的電流，并在每個轉(zhuǎn)換周期(每隔3.52秒)結(jié)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斷開和負(fù)載移除之前轉(zhuǎn)換周期內(nèi)不發(fā)生電流采樣。等待7.04秒 等待電流轉(zhuǎn)換 讀電流寄存器 2字節(jié) - 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(fù)值應(yīng)寫入COB寄存器以消除失調(diào)。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(rèn)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)寫入COB寄存器。 - 寫入并復(fù)制COB值
步驟4中確定的值應(yīng)以2進(jìn)制補碼格式寫入COB寄存器(地址0x7Bh)并復(fù)制到EEPROM中。本例中的COB值為-3 LSb，所以2進(jìn)制補碼為0xFDh。寫新值至COB寄存器 1字節(jié) 在區(qū)域1執(zhí)行EEPROM復(fù)制 - 驗證精度
當(dāng)COB寄存器中的值更新后，重復(fù)執(zhí)行步驟2、3來驗證校準(zhǔn)精度。
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