基于BQ40z80的电量计电路设计原则

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1.介绍

       BQ40z80是完全集成的2-7节锂离子或锂聚合物电池管理芯片，采用已获专利的Impedance Track™技术，具备电流、电压和温度等全面的可编程保护功能。其硬件电路设计主要分为三个部分：主电流回路模块、电量计模块和保护模块。

2.主电流回路
       主电流回路即指在电量计的控制下对电池进行充电、放电的电流回路。当充电时，该回路的电流从PACK+开始，经过用于控制充电和放电的开关FETs、化学保险丝、电池和电流采样电阻，最终回到PACK-。

2.1充、放电FETs
      充、放电的两个N-CH FETs以漏极对接的方式串联在PACK+和电池组的正极，如图2-1所示，Q2、Q3分别是充、放电FET。当进行充电或放电时，Q2和Q3同时导通；当充电停止时，Q2关断；当放电停止时，Q3关断。

 

图2-1 充、放、预充、预放电MOSFET电路图
      在进行FETs选型时应注意以下两点：（1）FET的额定电压值必须大于电池的最大电压；（2）考虑到放电时负载端产生反电动势的情况，放电FET的额定电压值应比充电FET稍大。

 

      其驱动信号CHG和DSG上的栅极驱动电阻典型值分别为1kΩ和4.02kΩ，该阻值不同是由引脚内部结构决定的，使FETs的开通时间在几毫秒左右；FETs栅源间电阻典型值为10MΩ, 以确保栅极开路时FETs关断，避免误导通现象。

 

      跨接在FTEs两端的电容C₁、C₂起到在ESD事件中保护FETs的作用，其两端路径应本着尽可能短和宽的设计原则，同时还应注意C₁和C₂的额定电压都应比系统相应最大电压更大，从而达到在某一个短路时另一个仍能起到保护作用的效果。

2.2预充、预放电FETs

 

      预充电功能指当电池因过度放电、放置过久的自放电等原因导致两端电压过低时，若直接进入正常充电模式易损坏电池或影响电池使用寿命，此时需使用预充电功能，以小电流将电池充电至正常电压范围内后再转换为正常充电模式。它通过对P-FET的控制实现，预充电流的大小通过限流电阻R₂=(V_CHARGER-V_BAT)/R₂设定，同时兼顾对电阻上的热量消耗P=(V_CHARGER-V_BAT)²/R₂的考虑。

 

     预放电功能是指当电池应用于较大的电容负载时，启动瞬间易产生瞬间冲击电流，需先以软起的形式进行缓慢充电，从而减小瞬间大电流。如图1-1所示，来自Pins 16、17或20的驱动信号提供一个高电平使N-CH FET Q₁₀导通，从而将预充电P-CH FET Q₈的栅极接入地，使Q₈导通，预充电回路打开，其预放电速率由限流电路设定。

2.3 防反接保护

      充电器反接会对系统造成极大伤害，因此需为此设计相应的保护电路，如图2-2所示。

 

图2-2 反接保护电路

      若无此保护，当PACK+上出现一个略小的负信号，放电FET将进入线性工作区，影响电路正常工作。但加入防反接电路后，PACK+上的负信号会使栅极接地的N-FET Q₉导通，使放电FET的栅源极短路，从而起到保护作用。在选型时应选择具有较低V_gs(th)的N-FET，已达到可靠及时的保护效果。

2.4电芯输入

       BQ40z80可以实现2-7节锂电池的管理和保护。对于2-6节的电池，芯片内部包含已集成的电压均衡模块，只需正常进行连接，未使用的Pins短接处理，例如图2-3所示在5节串联电池的应用中需将VC6与VC5短接。同时，每节电芯的输入应设计一个RC滤波电路，在起到ESD保护作用的同时，也可实现对输入电压信号实现初步滤波。考虑到该电阻处在电压均衡回路上，阻值选取应在内部电压均衡和滤波频率间进行均衡。

图2-3 5节电芯输入连接方式

 

       对于7节电芯的电池则需进行额外的设置将电压均衡设置在外部，其连接方式如图2-4所示，其中，Pin VC7EN使能对7P的电压测量。

图2-4 7节电芯连接方式及其外部电压均衡模块

2.5电流采样电阻

       通过由采样电阻所确定的回路电流值及方向是电量计的重要输入信号。BQ40z80内部有一个用于电流检测的集成Delt-sigma ADC，可实现的测量范围是-0.1V到0.1V。通过Pins SRP、SRN检测到的采样电阻两端的压降判断流经电池的电流，一方面用于判断系统处于充电还是放电模式，当检测到V_SR=V_(SRP)-V_(SRN)为正值时，系统处于充电状态，反之处于放电状态；另一方面通过库伦计得到的积累电荷是电量计算的关键参数之一。

 

BQ40z80推荐的采样电阻阻值为1mΩ-3mΩ。对于大电流的应用场合，在确保可靠的开尔文连接的前提下支持并联采样电阻的方案。为防止短路情况下的大电流使电阻两端电压值超过Pins SRP、SRN的最大绝对输入值0.3V，两个100Ω的电阻R₃₆、R₃₇应串联接入采样信号。

图2-5 采样电阻开尔文连接

      上，如何确保较高的测量精度是设计采样电阻时的关键。应注意以下三点：（1）连接方式应选择开尔文连接，如2-5图所示；（2）电阻选型应注意使其温漂小于50ppm，以减小因温度变化引起的测量电流的漂移；（3）设计合适的滤波电路以减小噪声干扰，详见3.1节。

3.电量计

3.1库伦计接口

      为了提高采样电流精度，除了对采样电阻的处理还可对输入信号的接口电路进行设计，如图3-1所示是为减小信号噪声而对采样信号设计的低通滤波电路。

图3-1 库伦计接口低通滤波电路

       Pins SRP、SRN两端分别设置0.1μF的滤波电容C₁₃和C₁₄，以实现对100k-100MHz频率范围内的噪声的滤除作用，中间跨接的两个100pF和0.1μF的电容用于滤除高于100MHz的噪声。以上所有滤波元件都应放置在离输入端尽量近的地方，且采样电阻两端信号到滤波电路的路径应保持平行，最后，在滤波电路周围铺满地平面会对更良好的滤波效果有所帮助，如图3-2所示。

图3-2 库伦计接口滤波电路Layout方式

 

3.2电源管理

BQ40z80的供电系统包括三部分：来自电池的BAT、来自充电器的VCC和内部进行瞬间供电的PBI，据工作状态的不同对电源供应进行管理，如图3-3所示。

图3-3 BQ40z80供电管理系统

 

       通常，由电池对设备进行初级供电，从正极经过一个输入端肖特基二极管引入至Pin BAT，输入范围为2.2-32V，该二极管可在因短路引起的暂态电压跌落的情况下将设备与电池迅速隔离开，由所用电池的最大电压决定，例如24V的电池选择40V的二肖特基极管。Pin VCC作为设备的第二级电源输入，连接在CHG和DSG的FETs共漏极，当电池处于电量较低的状态，若PACK上有充电器，设备检测到BAT的电压低于VCC时，将使用充电器的能量作为电源供应。最后，第三级电源供应来自Pin PBI，作为暂态失电的瞬间的能量后备，该引脚通过一个2.2μF的电容接入地，其瞬间的能量来源即该电容上储存的能量。

 

3.3系统检测

 

       系统检测指BQ40z80通过Pin PRES*去检测PACK是否有充电器或负载的接入，该引脚通常接入地。设备内部通过一个典型值为10-20μA的电流源在该引脚每秒提供一个4μs的脉冲，为使该测试脉冲值低于VIL限制，应串联20kΩ或小于20kΩ的电阻，如图3-4所示。

 

图3-4 系统检测电路

 

     同时，由于系统检测信号连接至PACK，为在外部静电放电时保护设备，BQ40z80的Pin PRES*内部已有集成ESD保护，仅需将一个1kΩ的电阻接入即可实现8 kV的ESD保护。

 
3.4 内部电压均衡

 

BQ40z80含有内部集成的电压均衡模块，可同时对每一节电芯实现最大10mA的均衡电流以达到电压均衡。

 

     如图3-5所示，以两节电芯为例，当BQ40z80通过输入端的电压采样判断出某一节或多节电芯的电压异常时，将驱动内部旁路FETs，使其开通，在单节电芯的两端构成一个回路，所形成的旁路电流通过回路上的电阻将电芯两端异常的电压以热的形式消耗掉。因此，回路上的总电阻决定旁路电流的大小，即电压均衡的强度。

 

 

图3-5 内部集成电压均衡模块

 

      电阻由两部分构成，第一是旁路FETs的导通电阻R_ds(on)=200Ω，第二是电芯电压输入端的RC滤波电路。所以，每一节电芯的总旁路电阻为2×100+200 = 400Ω，若按一节电芯电压典型值为4V考虑，旁路电流约为10mA。需注意的是，电压均衡的实现过程并不是旁路FETs全导通直至均衡完成的过程，而是在每小时内以一定的占空比开启旁路FETs，对BQ40z80而言其典型值为75%，该值可通过软件进行修改。此时，对一节容量为2000mAh、SOC异常10%的电池，以占空比D去均衡则所需的时间t =2000mAh×10%/(10mA×D)。

 

3.5 外部电压均衡模块

 

BQ40Z80含有内部集成的电压均衡模块，能同时对每一节电芯实现最大10mA的均衡电流以达到电压均衡。若需要更快速度的电压均衡能力，则需进行外部电压均衡模块的设计，如图3-6所示。

     外部N-MOSFETs采用具备低栅源驱动阈值电压V_gs(th)的。考虑到FETs的导通稳定性，此处将输入RC滤波电路中原100Ω的电阻改变为1kΩ。工作原理如下：当BQ40z80控制内部旁路FETs导通，形成内部旁路回路，其上两个1kΩ的电阻和FETs的导通电阻R_ds(on)=200Ω构成一个分压比为0.454的电阻分压器。考虑一节电芯的典型电压范围为3-4.2V，当进行单节电芯的电压均衡将会经过分压在电阻上产生一个1.362-1.907V的电压信号，该信号即外部FETs的栅源驱动电压，因此N-MOSFETs导通，外部的旁路回路打开，旁路电流大小将由外部回路上的电阻决定，用户可根据需求设置。

图3-6 外部电压均衡模块

 

      应注意的是外部旁路MOSFET选择原则是在考虑电路分压比的情况下使其具备尽量低的V_gs(th)，以实现成功可靠的驱动，例如DMN2004DWK、NTZD3154N和Si1024X等。更多细节可参考应用技用文档，Fast Cell Balancing Using

External MOSFET (SLUA420)。

 

3.6 温度

 

BQ40z80提供四个多达4个温度输入信号TS1、TS2、TS3和TS4，可同时用于电池、FETs等的温度检测，可通过软件配置其检测的对象类型和模式。Pins TS1、TS2、TS3和TS4内部都集成了典型值18kΩ的上拉电阻，可支持25℃下10kΩ的NTC热敏电阻（暂不支持PTC），应注意用于电池的温度检测则常采用引线式热敏电阻，便于贴合电池表面，对电池温度达到更好的监控效果。

 

4 针对大电流场合的应用

 

      在一些特殊的应用场合，如电动车、飞机等，通常要求的放电电流较高。据此，以下提供一些关于如何针对大电流的应用场合对BQ40z80进行电路设计的方案可供参考。

 

4.1 FETs及采样电阻并联方案

 

针对大电流放电设计的关键点在于如何拓展主电流回路承受电流的能力，即包括该回路上的充放电FETs和电流采样电阻。当要求FETs通过较大电流时，考虑到散热压力及MOS的额定电流，推荐使用并联MOS方案。在选型时，首先应考虑驱动能力的限制而选取具备尽量小的Q_g的开关管，同时兼顾大电流导通情况下散热和损耗压力而选择具备尽量小的R_ds(on)的开关管。但对于并联MOS易于产生的均流问题还需进行额外的考虑，如Layout时在尽量使其驱动信号位置平行。

 

针对电流采样电阻，BQ40z80本身是支持并联方案的。在选型时，应结合所需求的电流值和Pins SRP、SRN的输入电压范围的考虑去选取合适的电阻值。同时，出于散热考虑对额定功率和封装的选择建议留有一定裕量。例如实现对100A电流的采样，选取两个1mΩ、额定功率3W、2512封装的电阻。但出于对于电流采样精度的考虑，并联方案下对保障可靠的开尔文连接是至关重要的。

4.2 并联驱动能力解决方案

      显然，并联MOS方案存在的最大问题就是IC驱动能力有限制，BQ40z80的Pins CHG、DSG的驱动最大输出负载能力约为10μA，可参考该值及MOS的输入电容、导通电阻等对其驱动能力进行衡量。针对该问题有如下两个解决方向：

       第 一，在BQ40z80的Pins CHG、DSG能力范围内去选择Q_g值满足可成功驱动、R_ds(on)满足和散热需求的MOSFET，但需注意的是，普遍而言，这两个值具备一个相反的关系，需要进行衡量。另外，此时MOS开通时间会相应变长。例如若选取CSD18510Q5B，Q_g=118nC，R_ds(on)=0.79mΩ（V_gs=10V），在以3个并联的方式使用时，导通时间约14ms。

      第二，当MOS的驱动需求超出BQ40z80的驱动能力或对开通时间有更高的要求的时候，可采用以下2种方式通过外加器件的设计增强电路驱动能力：

（1）在Pins CHG、DSG的输出增加一个额外的三极管去增强其驱动能力，如图4-1所示，但此时需增加一个额外的输出值高于V_bat大约10V左右的DC-DC去完成三极管的电源供应，上拉电阻阻值也应根据MOS驱动电流的需求设计。

图4-1 BQ40z80及三极管驱动电路

 

（2）增加高侧N通道FET驱动器BQ76200（BQ76200）去增强其驱动能力，如图4-2所示，该设计下将避免加额外的DCDC的需求，BQ40z80的Pins CHG和DSG的输出信号不再直接驱动MOS，而是作为BQ76200的使能输入，使用后者去驱动MOS，从而解决驱动能力不足的问题。

图4-2 BQ40z80及BQ76200驱动电路

 

选择该设计方案时应需注意，BQ40z80的Pins CHG和DSG的输出电平分别以V_bat和PACK+作为基准，而BQ76200的使能输入是以VSS作为基准，两者之间的电压等级并不匹配，所以需要进行电平转换。对于BQ9006驱动输出的高电平，需要使用一个电阻分压器R₁、R₂对BQ40z80的输出电压进行变换，使其符合BQ76200的使能输入范围。同时，对于BQ006 输出的低电平，需通过一个P-FET确保只有当Pin CHG的输出高于V_bat时，P-FET导通，BQ76200才会通过电阻分压器得到的使能输入，避免误导通现象。P-FET的选取原则是其V_gs(th)约为10V左右，与Pin CHG的驱动输出相对应。

 

其次，还需关注电阻分压器的阻值选取，考虑到Pin CHG的输出电流能力极限约为10μA，输出电压约为V_bat+10V，R₁、R₂的总阻值应限制电流在其能力范围内。同时，也应考虑BQ76200的使能输入Pin CHG_EN内部含有的一个典型值约为1MΩ的下拉电阻对分压值的影响。

 

在实现电平转换的基础上，需对BQ76200在并联方案下的电路进行进一步设计。首先，BQ76200除了支持充放电FETs串联连接，还支持充电和放电分为两个单独的回路，即充放电FETs并联的连接方式。当应用场合放电和充电的电流等级相差较大，可考虑分别设计充电和放电回路，这样的设计可以有效减少充电FETs的数量。确定何种连接方式后，应根据所使用FETs具体情况计算其Pin VDDCP上的电容值，更多细节可参考技术应用手册FET Configurations for the bq76200 High-Side N-Channel FET Driver(SLVA729A)。

 

5 参考电路图

作者：Weng Iris

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需要了解BQ40Z80，请往下看，BQ40Z80是TI的可编程电池组管理器

数据表  bq40z80 2-7 节锂离子电池组管理器 数据表 (Rev. A)

      bq40z80 器件采用已获专利的 Impedance Track™技术，是一款基于电池组的单芯片全集成解决方案，为 2-7 节串联式锂离子和锂聚合物电池组的电量监测、保护及认证提供一系列丰富的 特性 。

      bq40z80 器件利用其集成的高性能模拟外设，测量锂离子或锂聚合物电池的可用容量、电压、电流、温度和其他关键参数，保留准确的数据记录，并通过 SMBus v1.1 兼容接口将这些信息报告给系统主机控制器。

椭圆曲线加密 (ECC) 或 SHA-1 认证具有用于认证密钥的安全存储器，可确保识别真正的电池组。

      bq40z80 器件为主机系统提供可用的最大功率和最大电流，从而支持涡轮模式 2.0/Intel 动态电池功率技术 (DBPTv2)。 该器件有八个多功能引脚，可配置为热输入、ADC 输入、通用输入/输出 (GPIO) 引脚、Presence 引脚、LED 功能、显示按钮输入或其他功能。状态和标志寄存器可映射到 GPIO，并用作主机处理器的中断。

       bq40z80 器件可针对过压、欠压、过流、短路电流、过载和过热条件以及其他与电池组和电池相关的故障，提供基于软件的第 1 级和第 2 级安全保护功能。紧凑的 32 引线 QFN 封装可降低智能电池解决方案成本和尺寸，同时为电池电量监测 应用提供了出色的功能性与安全性。

 

用户指南：bq40z80 Technical Reference Manual

                  bq40z80EVM Li-Ion Battery Pack Manager

用户手册：bq40z8x Manufacture, Production, and Calibration

评估板资料：

BQ40Z80 2 至 7 节池电量监测计评估模块

 

适用于电池电量监测计的密钥打包软件

 

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继续分享，，，，，从零开始快速让电量计工作起来

       如果你第一次使用电量计不知道从何入手，如果你看到那么多寄存器参数不知道配置哪个，如果你面对电量计技术参考手册一两百页有点迷茫，那么这个文档或许可以帮到你。下面让我们一起从零开始，以最小配置快速让电量计正常工作起来。

第一步，准备好电量计硬件板子，对电量计供电。

       可以用TI 提供的EVM评估板，也可以用自己项目带有电量计的板子。根据电池组串联节数不同，下面以最典型的单串电量计BQ27542EVM和多串电量计BQ40Z50EVM为例。一串多并的电池组按单串来对待，多串多并的电池组按多串来对待。

单串电量计供电，用单节电芯按正负极性连接到BQ27542EVM的Cell+, Cell-即可，或者用直流电压源设置输出电压3.6V来代替电芯，如图1所示。EVM的Cell+, Cell-端子对应单串电量计的BAT/REGIN, VSS引脚。这个时候测量BQ27542的REG25引脚如果输出2.5V则说明电量计已经供电正常了。有些电量计（比如BQ27546, BQ27Z561）有CE使能脚，需要把CE脚接到高电平（比如BAT+）才会使内部电路供电。

图1 BQ27542EVM连接图

多串电量计供电，用4个电芯按正负极性依次连接到BQ40Z50EVM的1N (BAT–), 1P, 2P, 3P, 4P (BAT+)即可，或者用4个电阻串联、设置直流电源输出电压14.4V、分压模拟4节电芯，如图2所示。EVM的1N (BAT–), 1P, 2P, 3P, 4P (BAT+)端子对应多串电量计的VSS, VC1, VC2, VC3, VC4/BAT引脚。同时需要把PRES端子短接到PACK-。

图2 BQ40Z50EVM连接图

如果项目需求不是4节电芯串联，则可根据下图3来短接不用的端子。BQ40Z50默认程序配置是3串，所以第一次调试时建议只连接3串电芯。

电池串数	1N(VSS) ~ 1P(VC1)	1P(VC1) ~ 2P(VC2)	2P(VC2) ~ 3P(VC3)	3P(VC3) ~ 4P(VC4)
1	连接第1节电芯	短接	短接	短接
2	连接第1节电芯	连接第2节电芯	短接	短接
3	连接第1节电芯	连接第2节电芯	连接第3节电芯	短接
4	连接第1节电芯	连接第2节电芯	连接第3节电芯	连接第4节电芯

图3 多串电量计不同串数连接方式

由于BQ40Z50这些电量计带有充电管和放电管控制电路，刚上电时处于Shutdown模式，需要Wakeup激活。激活方法是在PACK引脚加一个3V以上的电压即可。EVM上给了最简单的激活方法，用一个wake按钮把PACK+与BAT+短接一下，把电池电压加到PACK引脚来激活。

第二步，连接通信盒。

根据电量计所用的通信协议连接到通信盒EV2300或EV2400的对应的协议口。比如BQ27542, BQ27546, BQ27Z561, BQ28Z610等用I2C接口，BQ40Z50等用SMBUS接口。EV2300/EV2400的SMBUS接口都自带上拉电平，无需电量计板子加上拉。EV2400的I2C接口也自带上拉，但EV2300的I2C接口没有自带上拉，所以用EV2300的I2C时要注意电量计板子上加上拉。

EV2300在接入64位电脑系统时要单独装驱动，请参考TI E2E话题EV2300 64-bit drivers available for download，点击链接下载驱动。

EV2400在接入电脑时会自动装驱动。EV2400兼容性更广。比如BQ27Z561只能用EV2400，不能用EV2300。所以建议用EV2400。

第三步，打开上位机软件进行通信及参数配置。

如果还没有安装上位机软件bqStudio，请先登录myTI，点击Battery Management Studio (bqStudio) Software Suite选最新的版本下载及安装。安装完成后按图1或图2连接板子、通信盒、电脑，然后运行bqStudio。

首先，检查通信已连上。在bqStudio左边的仪表盘Dashboard上，如图4所示，USB图标能够显示EV2300或EV2400即说明通信盒已识别，否则请回到第二步检查通信盒；芯片图标能够正确显示电量计名字即说明电量计通信已建立，否则请回到第一步检查电量计板子。

 

图4-1 通信未连接

图4-2 BQ27542通信

图4-3 BQ40Z50通信

 

图4 检查通信已连通

 

然后，在Data Memory页面配置参数。点击Read All把电量计参数读出来，如果读回是全0或提示无法访问的错误，则电量计可能已加锁，需要先对它解锁才可以继续读写参数。解锁方法是先点击右边Commands的Unseal 命令，等它完成后再点击Full Access Unseal命令。

 

不同电量计其参数各有不同，BQ27542有253个参数、BQ40Z50-R2有769个参数，我们在这里按最小配置，设定最基本、最必需的参数，以便使电量计正常工作。至于其他参数请参考文末技术参考手册TRM来慢慢配置。

 

• Charge Voltage 单节电芯充电电压，比如：

 

BQ27542-G1 >> "Configuration","Charge","Charging Voltage"，

 

BQ40Z50-R2 >> "Advanced Charge Algorithm","Standard Temp Low Charging","Voltage"，

 

BQ40Z50-R2 >> "Advanced Charge Algorithm","Standard Temp High Charging","Voltage"，

 

BQ40Z50-R2 >> "Advanced Charge Algorithm","Rec Temp Charging","Voltage"

 

• Taper Current 判断充满的电流条件，要设置高于充电器截止电流，比如：

 

         BQ27542-G1 >> "Configuration","Charge Termination","Taper Current"

 

         BQ40Z50-R2 >> "Advanced Charge Algorithm","Termination Config","Charge Term Taper Current"

 

• Taper Voltage 判断充满的电压条件，一般设置50~100mV即可，比如：

 

         BQ27542-G1 >> "Configuration","Charge Termination","Taper Voltage"

 

         BQ40Z50-R2 >> "Advanced Charge Algorithm","Termination Config","Charge Term Voltage"

 

• Terminate Voltage系统关机电压，也是RSOC 0%相对电压。RSOC是相对的概念，RSOC=0%是说电池电压降到Terminate Voltage了，而不是电芯的过放保护电压点，也不是电芯能放电的最低电压。比如：

 

         BQ27542-G1 >> "Gas Gauging","IT Cfg","Terminate Voltage"

 

         BQ40Z50-R2 >> "Gas Gauging","IT Cfg","Term Voltage" 多串电池以总电压算，若要以单节电压算则填写"Gas Gauging","IT Cfg","Term Min Cell V"

 

• Design Capacity电池标称容量，比如：

 

         BQ27542-G1 >> "Configuration","Data","Design Capacity"

 

         BQ40Z50-R2 >> "Gas Gauging","Design","Design Capacity mAh"

 

• Design Energy 电池标称能量，Design Energy=Design Capacity x Design Voltage，比如：

 

         BQ27542-G1 >> "Configuration","Data","Design Energy"

 

         BQ40Z50-R2 >> "Gas Gauging","Design","Design Capacity cWh" 注意1cWh=10mWh

 

• Dsg Current Threshold判断是否处于放电的电流阈值，一般低于系统最小负载电流，但要高于Quit Current，比如：

 

         BQ27542-G1 >> "Gas Gauging","Current Thresholds","Dsg Current Threshold"

 

         BQ40Z50-R2 >> "Gas Gauging","Current Thresholds","Dsg Current Threshold"

 

• Chg Current Threshold判断是否处于充电的电流阈值，一般低于最小充电电流，但要高于Quit Current，比如：

 

         BQ27542-G1 >> "Gas Gauging","Current Thresholds","Chg Current Threshold"

 

         BQ40Z50-R2 >> "Gas Gauging","Current Thresholds","Chg Current Threshold"

 

• Quit Current 判断是否处于静置的电流阈值，一般小于0.05C，比如：

 

         BQ27542-G1 >> "Gas Gauging","Current Thresholds","Quit Current"

 

         BQ40Z50-R2 >> "Gas Gauging","Current Thresholds","Quit Current"

 

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第四步，校准电压、电流、温度。

 

如果看到电压、温度、电流测量不准，那么请点击bqStudio的Calibration校准页面进行校准。

 

• 电压校准在电压稳定、无负载的情况下进行。单串电量计只需要测量PACK+, PACK-填写到Applied Voltage，然后勾选Calibrate Voltage选项，点击Calibrate按钮即可。多串电量计需要测量第一节电压(VC1)、最高节正极对地电压(VC4)、端口PACK+对地电压(PACK)，分别填写到Applied Cell1 Voltage, Applied Battery Voltage, Applied Pack Voltage，然后勾选旁边的Calibrate Voltage选项，点击Calibrate按钮即可。

• 温度校准在温度稳定的情况下进行。填写实际温度，勾选Calibrate External Temperature点击Calibrate按钮即可。

• 电流校准分为空载校准和带载校准。空载校准即零电流校准，不接负载、无电流时点击Board Offset和CC Offset。有些电量计出厂前已经做好零电流优化，在使用中不需要手动进行零电流校准，比如BQ40Z50，但是在做带载校准之前先把"Calibration","Current Offset","CC Auto Config"参数配置为"03"。带载校准一般是放电1A或2A，填写Applied Current，然后点击Calibrate按钮即可。

图5-1 BQ27542校准页面 图5-2 BQ40Z50校准页面

 

图5校准电压、电流、温度

第五步，使能电量计。

在bqStudio的Commands页面点击使能电量计算法的命令（BQ27542的使能命令是IT_ENABLE，BQ40Z50的使能命令是GAUGE_EN）即可让电量计正式运行计算电量。对于多串电量计BQ40Z50，仍需要置位Operating Status [PRES]旗标、使能充放电管控制命令(FET_EN)才能够打开充放电管。GAUGE_EN和FET_EN命令具有翻转特性，点击一次置1，再点击一次清0，所以要看IT Status [QEN]或Manufacturing Status [GAUGE_EN][FET_EN]是否为1，红色代表1，绿色代表0。如图6和图7所示。

图6 BQ27542 正常通信画面

图7 BQ40Z50正常通信画面

 

到这里，电压、电流、温度、电量RSOC等信息都正常显示了，充放电都可正常进行了。你已经成功地让电量计工作起来啦！

 

最后，如何你准备继续深入掌握电量计并充分发挥其性能以帮助你的产品，那你可以开始阅读电量计规格书(datasheet)以掌握电量计电气特性和应用电路设计，阅读技术参考手册(Technical Reference Manual, TRM)以掌握电量计各个功能和各个参数，阅读评估板使用手册(EVM user guide)以了解整个调试流程，阅读TI 阻抗跟踪电量计化学 ID 获取方法来做电量ID，做量产文件生产了。

 

参考文献

 

BQ27542-G1 Technical Reference Manual, 查看详情

BQ27542EVM user guide, 查看详情

BQ40Z50-R2 Technical Reference Manual, 查看详情

BQ40Z50EVM user guide, 查看详情

TI 阻抗跟踪电量计化学 ID 获取方法, 查看详情

alan000345

辛苦楼主了，这么多内容。

okhxyyo

辛苦了！需要好好的啃一下

qwqwqw2088

qwqwqw2088 发表于 2019-10-22 09:15 第四步，校准电压、电流、温度。   如果看到电压、温度、电流测量不准，那么请点击bqStudio的Ca ...

BQ40Z50官方的暂时文档描述还不完善

分享整理了这些资料，希望大家有用

martin0221

谢谢分享，学习了

adamsun

謝謝分享~想再跟您請教電池平衡！