库仑计电量计的应用设计

的是，采用电池供电的系统通常有两种工作模式：正常工作模式和待机模式。因此，只需要将这两种状态下的放电曲线(分别称为有效空电量和待机空电量)保存在内部寄存器中就可以了，这个过程称之为电池建模。

将图3中各温度点下对应的空/满电量值写入寄存器即可，对于相邻温度点之间的温度，按照线性化进行处理。

根据测量得到的电池温度以及内部的电池模型，器件可计算出当前温度下的满电量和空电量(待机空电量和有效空电量)，ACR寄存器内部存储的是目前电池计量电量，从ACR中减去该温度下的空电量，就可以得到剩余的绝对电量，用绝对剩余电量与该温度下的满电量相比，得到的百分比值称为相对剩余电量。

该温度下的满电量对于未经老化的新电池可以通过模型获得，对于老化的电池，由于电池容量下降，如何确定满电量?

6 如何确定老化电池的满电量?

器件内部有两个寄存器：老化容量寄存器(AC)和老化系数寄存器(AS)，AC寄存器存储电池的标称容量，器件内部的计数器在电池放电时进行加计数，当计数值达到32倍的AC寄存器值后会将AS寄存器中的值减1，这相当于将电池的容量减少了0.78%，通过这种方式可以实现电池老化，在设计时，如果增大AC寄存器的值会降低电池的老化速度，减小AC寄存器的值会加速电池老化。

电量计长时间运行会累积误差，为消除累积误差，电量计还提供了“学习”的功能，触发“学习”功能和完成一个完整的“学习”周期是需要一定条件的：必须检测到有效空电量点才能触发“学习”功能，此时，开始充电，必须不间断充电直到检测到满电量点才能完成“学习”过程，当完成一个完整的“学习”周期后，电量计会自动根据当前温度下的满电量值以及老化系数更新ACR，消除ACR累积的误差。

7 OCV电量计工作原理

开路电压检测电量计利用电量计上电时测量电池的电压(通常情况下，电池应该静止足够长时间使电池电压恢复)，通过存储在电池内部的电压和电量对应关系查找表来估算电池的电量，该电量计和电池的相关性不大，因此可以用在主机侧，使用该电量计的系统可任意更换电池(更换电池的型号必须一致)。

8 电量计设计

通过以上介绍了电量计的具体工作原理，以及电量计针对不同温度、不同电流状态作出的修正和老化处理措施，可以对内部寄存器进行配置，使电量计精确预报剩余电量。

电池参数保存在器件内部参数EEPROM寄存器，这些参数分别是：

RSNSP：保存外部检流电阻阻值;

RSGAIN：设置检流电阻的增益;

RSTC：设置电阻的温度系数，该电阻阻值的精度直接决定了电量累计的精度。

VCHG：电池充满时对应的电压值;

IMIN：电池充满电时对应的充电电流值;

VAE：电池有效空电量时对应的电压点;

IAE：电池有效空电量时对应的电流值;

这些参数和电池的“学习”过程相关，只有当电池电压从大于VAE的电压降到低于VAE的电压同时放电电流大于IAE中设定的电流时才能检测到空电量点，否则就认为没有检测到空电量点，当检测到空电量点时，就会在状态寄存器中置学习标志位。此时，需要对电池进行不间断充电直至充满，电量计检测充满要根据VCHG和IMIN中设置的值进行判断，只有到电池电压达到VCHG并且充电电流低于IMIN时，电量计才会认为电池充满，此时，内部会将AS寄存器更新，完成学习过程。这些寄存器要根据实际应用进行设置，如果设置不正确可能无法完成学习过程。

其他的一些存储器与电池模型相关，在存储电池模型对应的电量时采用斜率的方式进行存放，这样可以减少内部存储单元的数量。关于如何设置、计算这些存储器的数值，请参考应用笔记：

http://www.maximintegrated.com/cn/app-notes/index.mvp/id/3584

当这些寄存器正确设置后，经过一个完整的放电和充电周期后，电量计就能够正确报告剩余电量以及百分比。

通常情况下，电池包内部带有电池保护板，如果电量计位于电池保护板的内侧，通常没有问题，但是如果电量计位于电池保护板的外侧，当保护板启动保护时，电量计将会掉电，此时，电量计内部的测量数据会丢失(参数数据由于保存在EEPROM中，不会丢失)，如果再次上电，ACR及AS寄存器的值会从内部的备份存储器恢复，ACR的备份是RARC变化4%备份一次，因此，最大有可能造成电量4%的报告误差，因此，建议在设计时将电量计放在保护板的内侧，这样，即使保护板发生保护，电量计也不会掉电。

9 结束语

以上介绍了基于库仑计的电量计的工作原理以及电量计如何在不同温度、不同电流下确保正确预报电量，并对内部和计量相关寄