应用笔记 4062

理解DS2784的欠压保护延时(tUVD)


摘要 : 为防止电池过放电,DS2784提供欠压保护。本应用笔记解释了欠压保护延时(tUVD)是如何实现的。

绪论

DS2784具有欠压保护电路,可防止电池过放电。当检测到欠压情况时,DS2784关闭充电和放电FET,并将保护寄存器的UV标志位置位。本应用笔记解释了DS2784的电压和温度测量的ADC功能及其与器件欠压保护延时(tUVD)的关系。

说明

DS2784采用一路ADC来测量温度和电池电压。该ADC输入在2路信号间复用,每220ms在温度测量和电压测量之间切换一次。ADC采样速率为18.6kHz,每220ms可得到4092个采样值;然后将这些采样值的平均值报告给用户。温度和电压测量每440ms更新一次,在相应的测量周期结束时进行更新。图1所示为ADC的温度和电压测量复用时序。

图1. ADC测量的复用时序图。ADC每220ms切换一次温度测量和电压测量,并且每440ms更新一次寄存器。
图1. ADC测量的复用时序图。ADC每220ms切换一次温度测量和电压测量,并且每440ms更新一次寄存器。

对于欠压情况,芯片内没有与之相关的模拟电压比较器或者人为的延时电路。延时功能是对电压测量值进行平均时所固有的特性。如果在220ms周期结束时电压寄存器中的值内低于VUV,则保护器进入欠压(UV)保护模式。由于电压寄存器中的电压值是基于ADC采样值的平均,所以用户看到出现欠压条件响应的时间可以变化很大。例如,如果电池电压在220ms采样窗口的多数时间内都高于VUV,但在220ms采样周期结束时跌落至远低于VUV,从而导致该采样窗口内的平均值低于欠压门限,则在该采样窗口(图2)结束时就会报告出现了欠压状况。然而,如果电池电压远高于VUV,但正好在接近220ms采样窗口开始位置时跌落至低于VUV,则该采样窗口的平均电压值仍大于VUV。这种情况下,在下一个220ms电压测量窗口结束之前将不会报告出现了欠压状况(图3)。

图2. 最小tUVD的情况。在该实例中,电池电压在测量窗口的多数时间内高于VUV,但之后降低至欠压门限以下,导致220ms采样窗口内测到的平均电压低于VUV。
图2. 最小tUVD的情况。在该实例中,电池电压在测量窗口的多数时间内高于VUV,但之后降低至欠压门限以下,导致220ms采样窗口内测到的平均电压低于VUV

图3. 最大tUVD的情况。在该实例中,电池电压远高于VUV,即使电压降低至欠压门限以下,220ms采样窗口的平均电压仍保持大于VUV。因此,在下一个电压测量窗口之前不会记录欠压条件。
图3. 最大tUVD的情况。在该实例中,电池电压远高于VUV,即使电压降低至欠压门限以下,220ms采样窗口的平均电压仍保持大于VUV。因此,在下一个电压测量窗口之前不会记录欠压条件。

总结

因为DS2784的ADC每440ms报告一次220ms内的平均电压测量值,欠压保护延时功能已固化在电路设计中,无需额外的内部电路来实现欠压保护延时功能。