将达拉斯电池管理IC与高压电池组结合使用

本应用笔记为读者提供参考电路设计，允许在高压电池组中使用达拉斯半导体DS2438电池监测器。本文最初设计用于电压低于10 V的电池组，本文解释了DS2438监测更高电压组，同时保持精确的电池电流和电压测量所需的电路。详细解释了基准电压源电路中每个元件的选择标准，包括用于选择适当元件值的公式。此外，还解决了ESD保护和噪声抑制等其他电路问题。

介绍

达拉斯半导体电池管理 IC 设计用于在便携式设备的电池组中运行，其中最大电池组电压永远不会超过 10 伏。使这些器件适应更高电压的电池组既简单又便宜。本应用笔记举例说明如何将DS2438设计到高压电路中，同时保持适当的ESD保护和精确的电压和电流测量。下面详细介绍了图1所示电路的每个元件。

图1.DS2438电路，用于处理大于10伏的电池电压。

VDD 法规

齐纳二极管D2箝位DS2438的电源，防止过压损坏。D2 的值必须在设备的工作电压范围内，在本例中介于 2.4 V 和 10.0 V 之间。建议使用 5.6 伏的值，因为它接近范围的中间值。由于VDD现在被箝位，VDD引脚的电压转换将不再准确反映电池组的真实电压。VAD引脚应用于所有电压测量。

电阻R7用于防止限流齐纳二极管D2损坏电路。为R7选择的值必须足够大，以便在电池电压达到最大值时保护D2，但又要足够小，以使DS2438在电池电压处于最小值时仍能工作。R7 的最小电阻取决于 D2 的额定功率。最小值可以通过以下公式计算：

其中 WD2是齐纳二极管D2，V的额定功率ZD是齐纳二极管D2和V的反向偏置额定值.max是节点 BAT+ 上的最大可能电压。同样，R7 的最大值可以计算为：

其中WD2是整个电路的最大电流消耗，V最小是节点 BAT+ 处的最小可能电压，VZD是齐纳二极管D2的反向偏置额定值。建议R7尽可能大，以限制电路的电流负载以及二极管D2的尺寸和成本。

VAD 引脚测量

电阻R5和R6形成分压器，将VAD引脚上的最大电压限制为电压A/D转换器的最大输入电平。R5和R6的值应足够大，以防止电池上不必要的消耗，但又应足够小，以使VAD引脚的并联内部阻抗不会在测量中引起误差。值为 10kΩ。对于电阻R6，建议使用。因此，电阻R5值的计算公式为：

其中 V.max是节点 BAT+ 和 V 上的最大可能电压瓦德是电压A至D输入的最大范围（DS10为0.2438 V）。电池组电压测量应始终从VAD引脚进行，实际电压可以计算为：

为了进行更高精度的测量，每个单元都可以使用精密电压基准和存储在DS2438用户EEPROM中的乘法器数据进行单独校准。

ESD保护和噪声抑制

图1电路中的其余元件用于DS2438的ESD保护和A/D输入端的噪声抑制。它们的值与电路电源电压完全无关。齐纳二极管D1和电阻R4是DQ引脚的推荐ESD保护。电容C1和C2以及电阻R2和R3用于抑制敏感电压和电流测量引脚上的噪声。电容C3是IC电压输入端的标准旁路电容。电阻R1是测量电流所需的外部检测电阻。

总结

使达拉斯半导体电池管理IC适应更高电压电路，需要最少的外部元件。电压测量的精度可以通过使用精密电阻器或单独校准每个单元来保持。所有其他器件功能均不受较高电源电压电平的影响。

审核编辑：郭婷