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BQ2060A规格书SBSv1.1-自适应电量计量芯片特点：z精确测量镍镉、镍氢、锂离子和铅酸电池的可用电量z支持SBS智能电池数据规格V1.1z支持带有校验码的2线SMBusv1.1接口或者1线HDQ16z能报告单节电芯电压z监测、控制锂离子保护电路的充放电FETz测量电压、温度、电流的分辨率是15位z用电压频率转换器来测量电流，校准后其偏差小于16μVz运行时消耗功率小于0.5mWz驱动4段或者5段LED显示剩余电量z28引脚150MilSSOP封装概述BQ2060ASBS-自适应电量计量IC用于电池包或者系统内集成装置，精确记录可充电电池的有效容量。它可以监测镍镉、镍氢、锂离子和铅酸化学电池的容量以及其他重要参数。BQ2060A用自动校准偏差的电压频率转换器来测量充放电电量，用AD转换器来测量电压、温度和电流。同时片内的ADC转换也测量锂电池包的单节电压，生成bq2060A管理电池包所需要的控制信号，确保电池包安全。BQ2060A支持智能电池数据（SBData）指令和充电控制功能，使用系统管理总线（SMBus）2线协议或者Benchmarq的单线HDQ16协议同其他设备交换数据。有用的数据包括：电池的剩余容量、温度、电压、电流和预计剩余在线时间。Bq2060A提供了LED驱动功能，通过一个按键显示电池剩余电量，从充满到放空，每个LED相当于20%还是25%，这要看是驱动5段还是4段LED而定。Bq2060A工作时需要一个外部EEPROM,用来存储设置信息，诸如：电池的化学类型、自放电率、速率补偿因数、测量校准值以及设计电压和容量。EEPROM中存储了可编程的自放电率和其他补偿因数。凭借这些参数，BQ2060A可以精确调整一定的时间、速率和温度条件下的可用容量。在几乎充满到几乎放空的放电循环过程中，它还会自动校准（或称学习）真正的电池容量。REG输出引脚会调整电池组引出的操作电压，提供给bq2060A使用外部结型场效应管。引脚配置Page1of47翻译：kogoloyang2007-06-30BQ2060A规格书ESD可能会损坏集成电路。TI公司建议，只要是对集成电路操作，都要加上适当的保护。操作不当和安装顺序错误可能会导致芯片损坏。ESD损坏会导致芯片性能有些微退化，直至完全失效。精密集成电路可能更易受ESD影响而损坏。因为即使非常小的晶体参数改变都可能会使得芯片不能满足发布的规格。引脚描述引脚名称编号描述HDQ161串行通讯输入输出。漏极开路双向通讯口ESCL2串行存储器时钟。bq2060A和外部EEPROM间数据传输时，输出时钟信号ESDA3串行存储器的数据合地址。双向输入输出口，用来在bq2060A和外部非易失性配置存储器之间传输地址和数据信号RBI4寄存器备份输入。操作电压过低时为bq2060A的寄存器提供备份电源。RBI可以接一个大电容或者电池REG5调整输出端。从电池引出电压，为bq2060A控制N沟道结型场效应管提供输出Vout6EEPROM电源输出端。输出外部EEPROM的编程电源Vcc7电压输入Vss8地DISP9显示控制输入端。控制LED1-LED5的驱动LED1-LED510-14LED显示输出端。每一个脚输出驱动一个外部LEDDFC15放电FET控制输出端。锂离子电池包保护电路中输出信号控制放电FETCFC16充电FET控制输出端。锂离子电池包保护电路中输出信号控制充电FETCVON17分压网络控制输出端。测量电池电压时，输出控制信号将外部FET与外部分压电阻接通THON18热敏电阻偏置控制端。测量温度时，输出控制信号将热敏电阻和外部FET接通TS19热敏电阻电压输入端。连接热敏电阻测量温度SRC20电流取样输入端。通过输入测量瞬时电流SR1-SR221-22电流取样电阻输入端。输入端接一个小阻值的取样电阻，检测电池的充放电电流VCELL1-VCELL423-26单节电芯电压输入端。监测串联电池的电压输入端。SMBD27SMBus的数据线。漏极开路的双向端口，用来传送地址和数据SMBC28SMBus的时钟线。漏极开路的双向端口，用来传送时钟信号订购信息（1）最大电流封装和订购信息，请查看文档末尾的封装选项附录，或者查看TI的主页翻译：kogoloyang2007-06-30BQ2060A规格书(1)RM(TCO)的总偏差是相对于25℃时标称增益的。Page3of47翻译：kogoloyang2007-06-30BQ2060A规格书（1）只要时钟线低电平时间超过TTIMEOUT，bq2060A就超时。（2）THIGHMax.是总线挂起的最大时间。SMBC=1的时间超过50mS的话，会复位所有的传输，包括bq2060A正在处理的。（3）一条信息的初始化从开始到停止，TLOW:SEXT是允许从设备扩展时钟周期的总时间。典型情况下，bq2060A作为读写字节协议中的从设备的话，扩展时钟周期最长只有20mS。（4）一条信息的初始化从开始到停止，TLOW:MEXT是允许主设备扩展时钟周期的总时间。典型情况下，bq2060A作为读写字节协议中的主设备，扩展时钟周期最多只有20mS。图1.SMBus时序数据Page4of47翻译：kogoloyang2007-06-30BQ2060A规格书图2.HDQ16中断时序图3.主机通过HDQ16发信息到bq2060A图4.BQ2060A通过HDQ16发信息到主机功能描述概述Bq2060A监测流进流出可充电电池的电荷，从而判断电池容量。除了监测充放电电荷，bq2060A还测量电池电压、温度和电流，估计电池自放电率，监测电池的低电压阈值。在电池负极和电池包的正极之间串接一个小电阻，bq2060A通过监测其上的压降来测量充放电过程。这样就可以得出电池可用容量，并根据环境和操作条件修正测量结果。功能描述图5所示的是一个基于bq2060A的典型电池包应用电路。这个电路由下列部分组成：LED显示、电压和温度测量网络、EEPROM接口、串口以及取样电阻。用EEPROM存储基本的电池包配置信息和测量的校准值。Bq2060A要正常运行，必须对EEPROM正确编程。表9所示的是EEPROM的内存映射图，以及bq2060A有效的可编程功能概要。Bq2060A用一个NTC热敏电阻（型号是103AT）测量温度。它用热敏电阻的温度来代表电池包的温度，检测电池的满充条件，并补偿自放电率和电池充放电效率。测量Bq2060A用全差分动态平衡电压频率转换器（VFC）测量电荷，用Σ-Δ模数转换器测量电池的电压、电流和温度。电压、电流、温度每2-2.5秒测一次，这个时间由BQ2060A的运行模式所决定。达到以下条件：电压降到经过补偿的EDV、模式是mWh模式、放电速率达到最大允许值时，间隔时间最长。根据需要或者预设值（每20秒一次）计算当前速率，这个时间间隔可以最多增加0.5秒。充放电测量如图5所示，在SR1和SR2引脚之间有一个小阻值的取样电阻，VFC通过测量这个电阻Page5of47翻译：kogoloyang2007-06-30BQ2060A规格书来测量电池的充放电电流。VFC测量的最大范围是±250mV。当12SRSRSRVVV−=为正时，bq2060A认为是充电，为负时，认为是放电。BQ2060A内部有计数器，它可以连续将信号对时间求积分。计数器的基本速率是6.25μVh。偏差校准Bq2060A提供了自动校准功能，以消除SR1和SR2之间的电压偏差，最大限度提高电荷测量精度。通过发送命令到ManufacturerAccess()开始校准程序。Bq2060A能够自动校准的偏差最小是6.25μV。消除偏差的分辨率小于1μV。数字滤波器低于数字滤波器的阈值的话，bq2060A不进行充放电测量。这个值会保存在EEPROM里，它应该设置得足够大，以免没有充放电电荷流过取样电阻的情况下，检测到的信号是错误的。电压Bq2060A不仅通过SR1和SR2监测充放电电流，还通过VCELL1到VCELL4脚监测电池包和单节电池电压。电池包电压的测量结果会存在Voltage()。BQ2060A也能测量最多四串的电池包的单节电芯电压，其值存储在可选择的ManufacturerFunction（制造商函数）里。如图5所示，用精密电阻将电池电压分压后，作为VCELL1-VCELL4的输入。VCELL1-VCELL4相对于Vss的最大输入电压是1.25V，所以必须要设置分压电阻，使得所有运行情况下输入电压都不超过1.25V的限制。并且，VCELL1-VCELL2上的分压比要是VCELL3-VCELL4的一半。为了减小电池的电流损耗，可以只有在测量时，用CVON将分压电阻接至电池。测量电芯时，CVON高阻状态持续250mS（占测量周期的12.5%），其他时间输出低（见表1）。电流Bq2060A的SRC输入端用来测量电池的充放电电流。SRC的ADC输入将串联的取样电阻上的电流信号转换后，存储在Current（）（电流寄存器）。如表2所示，SBC的满刻度输入范围限制在±250mV。温度如图5所示，Bq2060A的TS输入端连接一个NTC热敏电阻，来测量电池温度。温度值存储在Temperature（）（温度寄存器）。Bq2060A对TS输入脚采样时，用THON将偏置源接到热敏电阻。测量温度的时候，THON会持续高阻态60mS，其他时间输出低。Page6of47翻译：kogoloyang2007-06-30BQ2060A规格书图5.电池包应用电路图-LED显示和串联电池监测表1.VCELL1-VCELL4分压示例和输入范围输入电压电压分压比满量程输入（V）VCELL41620VCELL31620VCELL2810VCELL1810表2.SRC输入范围取样电阻（Ω）满量程输入（A）0.02±12.50.03±8.30.05±5.00.10±2.5电量计算操作Page7of47翻译：kogoloyang2007-06-30BQ2060A规格书概述图6中的操作总揽，图解说明了bq2060A的电量计算操作。表3和下面的文字描述了bq2060A的寄存器。Bq2060A对充放电电流积分，估计电池的自放电率。根据电池的温度和荷电状态，补偿充电电流的测量值。Bq2060A也基于温度调整对自放电率的估计。主计数器RemainingCapacity（）（RM）（剩余电量）表示给定时刻电池的可用容量或者可用能量。Bq2060A会根据电量、自放电率和漏电流补偿因数来调整RM。RM寄存器的内容可以通过通讯端口来访问，也可以通过LED显示来表示。FullChargeCapacity（）（FCC）（满充容量）寄存器表示最新测量的电池完全放电电量。把它当作电池的满充电量参考值来显示相对容量。从几乎充满到电压低，电池经历一次有效的放电时，bq2060A会更新FCC。可以通过串行通讯口访问这个寄存器。放电计数寄存器（DCR）是不能访问的，它只跟踪电池的放电过程。电池经历一次有效放电时，Bq2060A用DCR寄存器的值更新FCC。这样一来，bq2060A就学习了在系统使用的条件下，电池放出的真正容量。图6.BQ2060A操作总揽表3.bq2060A寄存器功能命令代码功能SMBusHDQ16SMBus访问权限单位ManufactureAccess0x000x00read/writen/aRemainingCapacityAlarm0x010x01read/writemAh,10mWhRemainingTimeAlarm0x020x02read/writeminutesBatteryMode0x030x03read/writen/aAtRate0x040x04read/writemA,10mWAtRateTimeToFull0x050x05readminutesAtRateTimeToEmpty0x060x06readminutesPage8of47翻译：kogoloyang2007-06-30BQ2060A规格书A