bq2084中文介绍

１.能精确测量可充电锂离子及锂聚合物电池 ２.支持智能电池标准（SBS）V1.1 ３.内含集成时基,无需外置晶振选择输入.

４.和TI29312模拟前端（AFE）保护IC配合,用较少的外部组件便可为7.2V，10.8V 或14.4V电池组提供完整的电子环境.

５.以功能强大且低能耗的精简指令微处理器及高效能的外围设备作为基础. ６.集成闪存无需外置EEPROM

7.利用16位增量累积转换器精确测量电压和温度 8.使用一个16位的高分辨率积分转换器测量充电电流..  高于0.65-nVh的分辨率  自我纠正功能

 偏差小于1uV

９.对单电池的参数设置可实现最大的电量测量精度. 10.可驱动3到5个LED进行容量指示 11.38-Pin的TSSOP封装 适用范围

笔记本计算机 医疗及测试仪器 便携式仪器.

概述

用于电池组或系统内置的复合智能电池规范的电量监测芯片bq2084-v23,可准确纪录可充电锂离子或锂聚合物电池组的相关数据. bq2084 监测的电池容量和其它关键参数通过一系列总线将这些信号传递给系统的主控制器. 这种IC与AFE保护IC共同作用, 才能在智能电池线路中使其功能和安全性最大化, 以及组件数量和消耗最小化. 主监控器利用bq2084发送的信号, 可合理的管理电池能源,使得系统的运行时间尽可能的延长.

bq2084使用一个积分转换器,持续取样充放电电流的测量值.自矫正积分转换器拥有高于

0.65nVh的分辨率, 小于１uＶ(典型值)的误差，实现最佳的电量测量. bq2084使用16位 A/D 转换器实现电压和温度的测量. 与bq29312相结合, 自带的A/D 转换器不仅可检测电池组中每个电池的电压, 而且可使bq2084产生必要的控制信号来平衡电池及保证电池中化学物质的安全性.

bq2084支持SBData 的要求及充电控制功能，遵照系统管理总线(SMBus)二线协议传递信息, 这些信息包括剩余容量, 温度,电压,电流,预计剩余使用时间. bq2084也提供LED显示的驱动电路和按键输入，可利用三段、四段或五段显示器，分别以20%、25%和33%的增幅来显示从空电池到满电池之间的电池电力。

Page2 bq2084内置1K Bit闪存来存储系统信息.这些信息包括标称容量及电压,自动放电率,补偿参数, 及其它电池模型调整因素, 这些模型调整参数根据时间,比率, 温度等实际状况来校正剩余电容量.在一个电池容量从满到空的放电过程中, bq2084可以自动纠正电池的实际容量.

AFE（模拟前端）保护IC Bq29312用来在智能电池组电路中实现功能及安全的最大化及组件及消耗的最小化。2~4串的电池组通过Bq29312给2084及其它外部电路供电。

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（1）

bq2084-V123可以烧录升级。可以在版本类型后加后缀R（如bq2084DBT-V123）定制升级版本。

绝对极限参数

果器件长时间在绝对最大额定条件下工作，其稳定性可能受到影响。 (2)VSS以VSSA，VSSD，VSSP的节点电压为参考。

(1)上述数值为运行条件最大值。如果器件运行参数超过上述各项最大额定值，即可能对器件造成永久性损坏。如

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电气特性

VDD=3.0V~3.6V，TA=-20~85℃,除非另外注明。

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上电复位动作与环境温度的关系

积分A/D转换器的特性

VDD=3.0V~3.6V，TA= -20~85℃

锁相环路开关特性

（1）内部系统时钟频率等于128倍的晶振频率，标称值为4.194MHz，频率误差根据内部平均时钟频率测量。

Page4 振荡器

VDD=3.0V~3.6V，TA= -20~85℃，（典型值：VDD=3.3V，TA=25℃）

（1） 频率漂移根据VDD=3.3V，TA=25℃条件下的平均频率测量得到。 （2） 启动时间根据振荡器输出频率漂移在±1%定义 数据快速存储器特性

VDD=3.0V~3.6V，TA= -20~85℃

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（1）通过设计确定而非测试产生

备份寄存器

（1） 由设计给定非测试产生

Page5 SMBUS时序规范

VDD=3.0V~3.6V，TA= -20~85℃

（1） 当低电平时钟信号持续时间超过t（TIMEOUT），bq2084中止通讯。

（2） t（HIGH） Max.就是总线空闲状态最小时间。SMBC高电平持续50ms以上将会引起包括2084的任何程式的重启。

（3） t（LOW:SEXT）是在一个报文从开始到结束时，允许从器件扩展时钟周期的累计时间。 （4） t（LOW:MEXT）是在一个报文从开始到结束时，允许主器件扩展时钟周期的累计时间。

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Page5 SMBUS 时序图

注: SCLACK 是由主控单元产生的与确认相关的时钟脉冲

系统框图

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引脚设置

引脚功能 NAME CLKOUT FLIT EVENT LED1 LED2 LED3 LED4 LED5 MRST NC PU RBI SCLK SDATA SMBC SMBD SR1 SR2 TS

Number 35 17 32 25 24 23 22 21 20 26 7,13,14,36,37 18 5 4 9 12 6 10 15 16 28 27 2 I/O I I I I O O O O O I - I I O I O O I/O I/O I/O I I I 描述 向bq29312输出32.768-KHZ 显示对LED1-LED5d的控制 外部锁相逻辑虑波器模拟输入 bq29312XALERT 输出的入口 分段显示，驱动外部LED 当保持高电平时迫使装置复位的主复位输入 无连接 检测二次保护的输出状态，低电平输入有效 接入系统感应，低电平有效 拉高输出 当工作电压偏低时,备份寄存器就向bq2084数据寄存器提供备电压作为记载信息. RBI接存储电容或电池输入端 额外安全保护级输出，如：保险丝之前。低电平有效 与bq29312进行时钟通讯 与bq29312进行数据交流 SMBUS双向时钟通讯开漏脚 SMBUS双向数据通讯开漏脚 与SENSE电阻相连,测试充放电电流 热敏电电阻电压输入引脚，监测温度 - 6 -

VDDA VDDD VIN VSSA VSSD XCK1/VSSA XCK2/ROSC 31 8 1 3，29，30 11，19，38 34 33 I I I 仿真电路电压输入 数字电路与I/O Pin 的正极输出端. 接收bq29312单节电池电压输入 模拟电路的负极输入端 数字电路的负极输入端 32.768KHz晶振输入引脚，如果使用内部晶振，将其余与VSSA连接 32.768 KHz晶振输出引脚，如果使用内部晶振，将其与100k（50ppm温度偏移系数或者更高）的电阻相连 Page8 功能描述 振荡器功能

Bq2084的振荡器可以通过内部或外部操作建立。2084启动后会自动尝试开启内部振荡器，但是如果外部没有一个100k的电阻与ROSC（33脚）连接，它就会尝试使用外部32.768KHz的晶振启动振荡器。所以要么使用100k的起振电阻，要么外接12pF，32.768KHz的晶振。

内部振荡器的性能取决于连在RSOC(pin33)和VSSA(pon34)之间的100Ｋ电阻的精度.建议此电阻尽量与bq2084靠近, 其精度为±0.1%,温度漂移偏差为±50ppm（正负百万分之50）,或者更高。组件及引脚的布线也会影响影响振荡器的性能。

在饱和电容量（FCC）已知的情况下, 振荡器功能的温度漂移平均误差值经过一个充电或放电周期就会产生一个等效的预估偏差. 系统接入操作

当bq2084检测到电池接入系统，在引脚有一个低电平的输入信号，bq2084进入正常运行模式，并在PackStatus（）设置PRES位。放电场效应管会在250ms内打开。当电池组从系统脱离时，引脚输入高电平，bq2084就会进入脱机状态，关断充放电场效应管，并启动0V预充电场效应管。If NR is Misc Config is set then the PRES input can be left floating as it is not used.

正常模式

Bq2084通过监控充放电决定电池容量。此外bq2084还测量单个电池电压，电池包电压，温度，电流，确定电池的自放电，利用bq29312监测电池的低电压门限。

通过监测连接于电池负极和电池包负极之间的一系列sense电压, bq2084能够测量电池的充放电活动.可冲电池的充电活动就是靠监测这种电压和修正周边环境测试数据及运行状况推测而来的。

bq2084与bq29312相连而实现电池保护,电池平衡, 电压转换功能.bq2084可接受任何NTC热敏电阻(默认 Semitec 103AT), 或设定利用其内部的温度传感器，测试温度。bq2084使用温度监控电池组并补偿自放电预估值.

测量

bq2084使用积分Σ-ΔA/D转换器（ADC）来测试电流,使用另外一个Σ-ΔA/D转换器测量单电池电压，总电压和温度。正常模式下，单电池电压，总电压，Voltage(), Current(), AverageCurrent()，以及温度每秒钟都会更新。 充电和放电计算

积分ADC通过监测SR1与SR2之间的sense电阻来测量充放电电流.，它能测量从-0.25到+0.25

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之间的双极信号.当Vsr=V(SR1)-V（SR2)为正时, bq2084就探测充电活动, 当Vsr=V(SR1)-V（SR2)为负时, bq2084就探测放电活动. bq2084用其内置计算器, 对时间连续积分这些信号. 此计算器的基本频率是0.65nVh。在充电和放电过程中, bq2084 用此计算器,每秒钟更新一次剩余容量. 偏差纠正

bq2084提供自动纠正功能, 可以纠正SR1与SR2之间电压的偏差,以得到最大测量精度. 当它内部连接SR1,SR2进行内部偏差测量，SMBUS总线持续低电平时间在20s以上,bq2084就会自动校正。bq2084可将偏差校正到1uV以下。

Page9 数字滤波器

bq2084不能超过数字滤波器的门限测量充放电活动. 数字滤波器的门限值通过程序被设置在Digital Filter DF 0x2c中, 且其值应设定的足够高,以避免无充电电流或放电电流经过sense电阻时探测信号失真.

电压

监测SR1和SR2可得出充电电流和放电电流, 通过bq29312, bq2084进一步测出单组电池的电压。bq29312将选定电池连接到其VCELL pin上, VCELL pin又与bq2084的Vin pin相连结, 通过这种装置, bq2084 内部的ADC就可以测出单组电压, 并且按比例计算总电压。然后, bq2084会把Voltage( )及VCELL1, VCELL2, VCELL3, VCELL4的单电池电压报告出来。电池包对AFE的输入值经ADC测量后通过一个SMBUS命令（0x45）返回。

电流

bq2084通过SR1,SR2的输入来测量和计算充放电流, SBS命令Current()将该值报告出来。一个时间常量为14.5s的单极点的IIR滤波器将AverageCurrent( )计算出来。

温度

bq2084的TS输入端与一个NTC热敏电阻相连, 便可测出电池温度. bq2084将所测温度通過Temperature( ) 报告出來。

通過在Misc Configuration中設定DF0x2a-0x2b，bq2084也可启用其内部的温度传感器来测量温度。但数据闪存地址DF 0xb5到DF 0xc0也需改为相应的值。

表1使用内部或外部温度传感器的设置

容量监测操作

概述

bq2084的电源管理运行概况如图3所示。表3描述了bq2084的寄存器状况

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图1 bq2084容量监测流程图

Bq2084在累计充放电电流的同时估算电池的自放电。bq2084能够根据温度和电池的充电状况，补偿充电流的测量值. bq2084也会根据温度调整对自放电的估算.

主要电量计算器Remaining Capacity ( ) (RM)所代表的是任何时间的可提供容和或能量. bq2084可根据充电，自动放电，及其他补偿参数校准RM。RM寄存器中信息可以通过SMBus接口或LED显示传送出来。

Full Charge Capacity( )(FCC)纪录了上次测得的满充放电电荷。这项纪录作为相对满充容量指示的参考。电池每经历一次从饱到空的正常放电, bq2084就会更新一次FCC. 从SMBUS总线接口可得到FCC数据。

放电计数寄存器(DCR) 追踪电池的放电情况, 但是这项数据是不可读的.假如电池经历了一次从饱和到放空的正常放电, bq2084就会启用DCR来更新FCC。这样bq2084就可得到系统使用状态下真实的放电容量。 主要的容量监测寄存器

剩余容量 (RM)

RM是指电池的剩余容量.。bq2084以mAh或10mWh为单位计算RM，这是可选择的。在Battery Mode( )(003)中可以查寻单位。RM的计算范围可从充电最大值FCC到放电和自放电到最小值0. 除了充电和自放电外, bq2084还能在三个电池低压门槛EDV2,EDV1,EDV0,和三个可预设中段门槛VOC25,VOC50,VOC75对RM进行补偿。 这就向RM计算器提供以电压为基础的校正基准。

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设计容量(DC)

DC是用户制定的饱和容量规格. 它由Pack Capacity DF 0x32-0x33计算, 并用单位mAh或10mWh表示. 它也是电池绝对容量的参考容量.

满充容量(FCC)

FCC是上次测得的电池满充放电容量,它以单位mAh或10mWh表示。bq2084在FCC DF

0x36-0x37设定其初始值。在随后的放电过程中, bq2084就根据最新测得的最后放电容量来更新FCC. 最后放电容量是以标准放电后所产生的DCR的值为基础的.一旦更新, bq20844就把新的FCC值以单位mAh写进DATA FLASH 的FCC.。FCC给相对于满充状态的指示模式，充电状态，AtRate()计算提供参考。

放电计算寄存器(DCR)

放电时,DCR于RM纪录数据. DCR纪录放电数据,电池负载估算, 和自放电增益. 在放电开始时, bq2084会赋给DCR一个初值. ,并把这个初值设定为FCC-RM,但FCC-RM必需在Near Full 0x30中设定值的范围内. 当SC=0时(在Gauge Configuration 中第5位), FCC-RM会以FCC/128减少, 当SC=1时, 其值不降低. 当放电过程中电池电压达到EDV2的门限时, DCR停止计算.

容量学习（FCC UPDATE）及标准放电

bq2084根据标准放电后所产生的DCR的值来更新FCC. FCC的最新值等于DCR的最终值加上容量几乎未满的状态的DCR值，及可设定的容量较低时的DCR值,等式如下: FCC(new)=DCR(final)+Measured Discharge to EDV2+(FCC×Battery Low%)

其中Battery Low%=(存储在 DF 0x2f中的值)÷2.56

只有从RM=FCC-Near Full到EDV2电压门限的放电,并且满足以下条件的放电才能算作标准放电：

● 放电过程中, 无256mAh以上的自放电或电池负载预估发生.

● ●

放电过程中,温度不能低于Learning Low Temp DF 0xac所设定的最低温度门限. 放电过程中,电池电压达到EDV2门限. 并且当bq2084测试EDV2时, 此电压大于和等于EDV2门限减去256mV当bq2084测试EDV2时 放电过程中,无中段电压的修正.

当达到EDV2或Battery Low%水平时, 电流保持在3c/32（约0.094C）以上 当达到EDV2门限或RM( )降低到Battery Low%*FCC时, 无过载状况存在.

在放电过程中无有效的充电活动发生, 有效的充电定义为10mAh的连续充电电量进入电

● ● ● ●

池中.

标准放电开始时, bq2084会将设定Pack Status（）下的VDQ=1.若任何不正常状况发生后, bq2084都将设定VDQ=0. 在任何一个更新周期内, FCC的值都不可能减少256mAh以上,也不可能增加512mAh以上. 在FCC数据更新的4秒内, bq2084会将更新的数据存储到数据闪存中.

放电结束门限和容量修正

bq2084可监测电池的三种低电压门限, EDV0, EDV1, 和EDV2. EDV的门限值可设置为基于电池组的总电压或者单组电池的电压。这一设定在Pack Configuration DF 0x28中的EDVV位 来实现。如果bq2084根据单组电池设置EDV, 那么, bq2084会根据最低单组电池电压来决定EDV. 固定的EDV门限值必须在EMF/EDV0 DF 0x95-0x96, EDV C0 Factor/EDV1 DF 0x97-0x98, 和EDV R Factor/EDV2 DF 0x99-0x9a。 如果Gauge Configuration DF0x29中的CEDV位被设值, bq2084就会有自动EDVs补偿功能, 同时, bq2084将根据DF 0x95-0xa0中的设定值, 电池的电

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流放电比率及温度为基础估算EDV0, EDV1, 和EDV2的门限值. 如果电流Current( )超过DF 0x5b-DF0x5c中设定的Overload Current门限, bq2084将不再检测EDV的值. 当Current( )低于过载电流Overload Current门限时, bq2084又会重新开始测试EDV的值.充电后或10mAh的充电导致VDQ清除后,EDV的门限检测都会重新启动.

如表2 所示, bq2084使用EDV门限对RM进行以电压为基础的矫正.

表2基于低电压门限的电量状态

当电流Current( ) ≧C/32时, bq2084才会在EDV的基础上调整RM纪录. 如果电流Current( ) bq2084在检测到每一个门限时都会调整RM。如果放电时监测到电压门限而相应的放电容量偏高, bq2084就会减少RM到表2所示的近似值.

如果相应放电容量先于电压门限到达, bq2084就会阻止RM继续减少, 直到在一个完整的记忆放电周期内（即VDQ=1）电压达到相应的门限值. 如果Battery Low% 设置为零, EDV1和EDV2不能进行修正.

EDV门限及Near-Full的设置

如果EDV自动补偿无效，EDV0，EDV1，EDV2直接以mV为单位分别存放于DF 0x95-0x96，DF 0x97-0x98，DF 0x99-0x9a。否则，它们就根据一个基准值，和温度，容量，以及存储于数据闪存中的比例调整参数进行计算得到。

对于EDV2门限上的的容量修正，Battery Low %需要设置为STATECHARGE%。STATECHARGE% 应在3%~19%的范围内，典型值是5%~7%，即代表5%~7%的容量。

当电池从接近满充时Near Full的门限到EDV2的门限条件进行一个标准的放电，FCC的值就会更新. Near Full的门限在位于DF 0x30，0x31的Near Full中以mAH为单位进行设置。

EDV放电速率和温度补偿设置

如果EDV补偿有效，bq2084就会根据电池容量，温度，放电负载得到一个计算EDV0，EDV1，EDV2的等式，如下：

EMF是大于最高的计算得到的EDV门限在无负载时的单电池电压。EMF可以在EMF/EDV1 DF 0x95-0x96中以mV为单位进行设置。

ILOAD就是负载电流的大小。n是串联的电池数

FBL是根据电池容量及温度在无负载时调整EDV电压的参数。

C（分别对应0%，3%，battery low%）和C0是与EDV校正参数相关的容量。C0在EDV C0 Factor/EDV1 DF 0x97-0x98中设置。C1是在EDV0（RM=0）时所要求的剩余容量。C1存储在EDV C1 Factor DF 0xa0。 T是以K为单位的现场温度。

R0*FTZ表示一个电池的内阻，它于温度和容量有如下关系式

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R0是存储在EDV R0 Factor/EDV2 DF 0x99-0x9a的一阶比例系数； T是现场温度；C是与EDV0，EDV1，EDV2对应的电池容量；

R1根据电池容量调整全阻抗的变化；R1在EDV R1 Rate Factor DF 0x9d-0x9e中设置。 T0根据电池温度调整全阻抗的变化。T0在EDV T0 Rate Factor DF 0x9b-0x9c中设置。 TC在低温时（T<23℃）调节全阻抗变化。TC在EDV TC DF 0x9f中设置。

对于3s2p的18650的电池组，基于整个pack电压的EDV补偿参数典型值如下所示： EMF=11550/3

T0=4475 C0=235 C1=0 R0=5350/3 R1=250 TC=3

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表3 bq2084寄存器功能

自放电

bq2084估算电池的自动放电是为了在电池静止状态下也能维持准确的容量测量. 在休眠模式下, bq2084周期性（由休眠计时器DF 0xfe决定）的醒来时每1/4秒就会根据自放电状况调整RM( ).温度超过25℃时,每增加10度,放电估算率就会以25℃时的估算率的为初值,增大到原来的两倍.而温度低于25℃时,每降低10度,放电估算率就以25℃时的估算率为初值,降低到原来估算

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率的一半.

表4显示了一定温度下自动放电估算率与25℃时估算率的关系.(Y% Per Day 设置在DF0x2d中).

额定的自放电率，Y% Per Day，是在Self-Discharge Rate DF 0x2d中设置的按以下关系式得到的一个8位的值：Self-Discharge Rate= Y% Per Day/0.01

电池的电子负载补偿

bq2084可一直向电池组中的恒定负载提供补充. 当充电或放电低于数字滤波界限时, bq2084会持续不断的提供补偿（BEL）. 但是自动放电的情况除外.补偿的频率依照存储在Electronics Load DF 0x2e中的值而定. 补充的范围是0uA-765uA, 增量约为3uA。该值有如下关系式：

中段容量矫正

如果在Gauge Configuration DF 0×29中VCOR被设置, bq2084就能矫正中段容量. bq2084在三个不同的电压阶段调整RM使之与相关部分相适应, 这三个电压阶段是:VOC25, VOC50, VOC75. VOC的值是指开路时RM对应每个容量界限的百分比时的电池电压。

启用中段矫正功能时, 温度必需在19℃与31℃之间, 包括19℃与31℃, 电流Current( )与平均电流AverageCurrent( )都必须在-mA和0之间. bq2084的中段矫正状况如表5所示. 矫正之前, bq2084必需在随后的20s间隔两次检测有无矫正的必要. 一旦设置好VCOR位, bq2084就会在条件符合的情况下作中段矫正.

如果Gauge Configuration DF 0x29中VCOR位已设置, 并且VCOR=0, bq2084作两次电压Voltage()测量并取其平均值设置近似的RM等级。在设备下次重启前不会再对RSOC%与Voltage（）作出检测。

这三个以电压为基础的门限VOC25，VOC50，VOC75

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分别以mv为单位在数据闪存中DF

0x88-0x，0x83-0x84，0x7e-0x7f存储。

充电控制

BQ2084内部充电控制符合锂离子连续的电压电流特性。2084主要通过恒压状态下逐渐减小的电流来判断充电的截止。

充电电压通信

bq2084支持SBS充电控制, 它把充电电流Charging Current( )和充电电压Charging Voltage( )传送到智能充电器的地址中。 bq2084每10秒钟都会发送这种请求。bq2084根据电池的充电状况, 电压和温度来更新充电电流和充电电压的传送值.

充电电压以16位的数设置在Charging Current DF(0x3a-0x3b)中，它在不同的工作条件可以被设置为零。它也可以设置用以充电时检测过压和恒压充电模式下的电压的基值。

Over Voltage Margin ，位于DF 0x5d-0x5e中以mv为单位的16位数值设置了过充电压的极限，它也作为过压充电中止的条件。

充电电流通信

充电电流的值可以传送给2级智能充电器，也可以由3级智能充电器从bq2084读取。充电电流在不同的充电状态和工作条件有四种不同的值：速充电流（0x3e—0x3f），持续充电电流（0x40-0x41），预充电电流（0x42-0x43），或者0。

当速充电流发生时，2084就会将Charging Current（）设置为存储在Fast-Charging Current DF 0x3e-0x3f中以mv为单位的值。

当速充截止时，2084首先将Charging Current（）设为零，在截止条件解除时，再将其设为持续电流DF 0x41。

当Voltage（）低于EDV0时，2084就会设置Charging Current（）为与充电电流，DF0x42，0x43。预充电电流的典型速率比持续电流稍大，以便使一个深度放电的电池达到能够速充的条件。

如果电池温度在Charge Inhibit Temp Low （DF0x46）和预充电门限PC（℃），2084也会将ChargingCurrent（）设置为预充电电流。该门限值在Precharge Temp DF0x44.预充电温度的最大值为12.7℃。

如果Voltage（）小于预设的PrechargeVoltage DF0x3c-0x3d，2084也会将Charging Current（）设为预充电电流。

向智能充电器及主机发出警报

如果Battery Status( )中Bit8-15的任何位被设高，bq2084将向主地址发出警报信息Alarm Warning( ). 如Battery Status( )中Bit12-15的任何位被设高, bq2084也将向智能充电器的地址发送警报信息Alarm Warning( ). bq2084每10秒钟重发一次Alarm Warning( ),直到报警位复位。所有的可以被取消通过设置Pack Configuration（0x28）的SM（第二位）。

预充条件

预充电速率被设置在Precharge Current DF 0x42-0x43.bq2084设置Charging Current（）为预充电速率的条件如下：

●电压:

当voltage( )降到预充门限以下或监测到的电压是EDV0时, bq2084要求有一个预充电率.一旦提出要求, 预充电率将持续到电压Voltage( )增长到预充电门限以上及EDV0解除为止. 预充电门限设置在Precharge Voltage DF 0x3c-0x3d中. ●

温度:当温度在Charge Inhibit Temp Low （DF0x46）与预充门限温度之间时, bq2084要求有

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一个预充电率。温度的预充电门限设置在Temperature( ) 0x44中.温度等于或大于预充门限以上3℃才能进行速充.

充电暂停

如果监测到充电故障, bq2084可能暂时停止充电. 所谓充电故障包括如下情况:

 过流: 当bq2084测试到的充电电流大于Charging OC Threshold(DF 0x12a-0x12b)，并且持续时间大于Charge OC Time（DF0x12c）时，2084认为达到了过流条件。一旦监测到过

流状况,2084就会关断充电FET。如果在Configuration DF 0x2a中的Nonremovable Battery位没有设置，那么放电FET也会被关掉。当电池包从脱离或Nonremovable Battery位被设置，以及检测到放电电流或SBS AverageCurrent() 在时间FaultResetTime DF 0x130内小于ClearFail Current DF 0x61-0x62。

 过温: 充电时当Temperature( )大于设置在DF 0x6d, 0x6e中的最大温度Charge Suspend Temp时, 2084就认为温度过高。一旦监测到过热情况,在Misc Configuration DF 0x2a中的OT位允许时，2084立即把充放电FET关断。当温度等于或低于Charge Suspend Temp High Reset (DF 0x6f -0x70)设置的值时，过温条件就被解除 。如果电池脱离充电也会解除保护。  温度过低: 充电时当Temperature( )小于DF0x79中的Charge Suspend Temp Low或在DF 0x46中的

Charge Inhibit Temp Low值时,2084认为温度过低.。一旦监测到温度过低情况, bq2084会立即

关断充电FET. 当Temperature( )> Charge Suspend Temp Low时,保护被解除。电池脱离充电器同样会解保护。Charge Suspend Temp Low的最大值是12.7℃。

 充电时间超长：如果充电时间达到最大充电时间（DF0x10f-0x110），充电FET就被关断。当检测到放电或电池脱离充电器时解除保护。  过压：当bq2084检测到单电池电压超过设置在Cell over Voltage（DF0x63-0x）中的过压

门限或Voltage()大于Overvoltage Margin（0x5d-0x5e）加上Charging Voltage（0x3a-0x3b）

时,这种情况就是过压. 解除的条件有三种：与充电器脱离；监测到放电电流，并且在Misc Configuration DF 0x2a 中的Nonremovable Battery位被设高；SBS AverageCurrent()小于 ClearFailCurrent（ DF 0x61-0x62），并且持续时间达到FaultResetTime DF0x130中所设时间。同样，当Voltage()小于ChargingVoltage（0x3a–0x3b）加上OvervoltageMargin（0x5d-0x5e）而且单节电池电压小于Cell OverVoltage Reset（DF 0xe0-0xe1）时，过压保护也会被清除。  在脉冲充电时充电的暂停另当别论。

脉冲充电

在系统的充电器不控制电流时，2084可以执行脉冲充电模式。

脉冲充电算法根据电压门限及时间界限进行控制。他们以作为常量存储在闪存中。在充电时，每125ms可以从AD转换器得到单电池的电压。

首要充电终止点

若bq2084基于逐渐减小的电流监测到充电终止状况, 那么bq2084将停止充电.充电终止状况如下:

为使电流逐渐减小, 在充电稳压阶段必须设置电池组电压所需的Charging Current( ). 当电池组电压大于或等于ChargingVoltage减去设置在DF0×48-0×49中的Current Taper Qual Voltage,且充电电流低于设置在DF0×48-0×49中的Current Taper Threshhold, 并且在连续两个40秒间隙中高于22.5mA, bq2084将此种情况判断为电流减小终止.

一旦bq2084监测到首要充电终止点, bq2084立即在BatteryStatus( )中设置

TERMINATE_CHARGE_ALARM和FULLY_CHARGED比特,并且把ChargingCurrent设定成维持

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充电率,维持充电率被编制在Maintenance Charging Current DF 0×3f, 0×4f中. 充电停止之时,若RelativeStateOfCharge( )低于所需FCC百分比并且管理设置DF０×29中编制了CSYNC比特, bq2084即将RM设定为编制的FCC值. 经编制的FCC百分比,即FASTCharge Termination%被设定在DF0×46中. RelativeStateOfCharge( )低于经编制的Fully Charged Clear %时

, bq2084解除FULLY_CHARGED 比特. FULLY_CHARGED 比特解除后, 在电压和温度允许的情况下, bq2084报告出快充率.

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bq2084不再监测电池充电状况或不再监测充电终止状况, bq2084将解除

TERMINATE_CHARGE_ALARM. BatteryStatus( ) alarm摘要及状况比特运行如表格6.

电池平衡:

在充电过程中, 如果单电池电压最大差异超过设置在Cell Balance Min DF 0×db的值, bq2084将使电压超过设置在Cell Balance Threshhold DF 0×d7-0×d8中的值的单电池放电. 为使电池平衡, bq2084每隔一段时间都将测量单电池的电压, 而这个时间间个隔就设置在Cell Balance Interval DF 0×dc中. 在单电池电压的基础上, bq2084可以选定一个合适的单电池使之放电, 而当所有单电池电压都超过单电池平衡门限或最高单电压超过了Cell Balance Window中的单电池平衡门限, bq2084就调节单电电压平衡门限, 使之升至设置在Cell Balance Window DF 0×d9-0da中的值. 在每个充电周期的开始, 单电池平衡门限都将重新设定其值为

Cell Balance Threshhold. 在同一个平衡间隔内, 门限只能调节一次.

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显示端口 显示端口驱动一个3-,4-,5-的条状LED. 显示器以DISP输入端的逻辑信号驱动.bq2084既可以用相对模式也可以用绝对模式来显示RM, 每个LED代表在参考满容量中所站的百分比. 在相对模式中, bq2084使用FCC作为参考满容量; 在绝对模式中, bq2084使用Design Capacity(DC)作为参考满容量.

设置在Pack Configuration DF028中的DMODE比特决定bq2084使用相对模式还是使用绝对模式. LED Bits编制3-,4-,5-LED选项.

激活

通过DISP输入端从高到低的转化, 显示器随时都可以激活.这通常通过一个上拉电阻和一个按钮开关来实现. 转换监测激活显示器并启动4秒的显示定时器. 再次激活显示器需要DISP输入回到逻辑高频并再次低频. 第二次从高频到低频的转化只有显示定时器终止作用时才能监测到. DISP输入端闲置时, 其电压应提高到Vcc.

如果设有EDV0比特, 则bq2084不能启动LED显示器.

显示器模式

若使用相对模式, 每路LED输出分别代表20%,25%, 33%的RelativeStateOfCharge( ); 若使用绝对模式, 每路LED输出分别代表20%,25%, 33%的AbsoluteStateOfCharge( ). 图７是5个LEDS的显示说明, 图８是４个LEDS的显示说明, 图９是３个LEDS的显示说明. 18页

锂离子保护控制 如表格10所示, bq2084对锂离子电池有保护功能. bq2084使用bq29311来测量和报告单电池电压. bq2084判定是否转为电压保护状态和传送I2C信息给bq29311

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以关闭相应的FET. bq2084的保护功能最好根据设定Misc Configurtion中的VOD=1 时的两次测量数据来生效.

bq29311通过过流overcurrent(OC)或短路shortcircuit(SC)来监测和保护负载. 不管是充电还是放电, 当过流发生或短路门限突破时, bq29311都将以XALERT输出口向bq2084发出警报.

如有过压或过热情况发生, 或是当AverageCurrent( )>=Fast-charging Current+Over Current Margin (表格6中的prolonged Overcurrent condition)时, bq2084即确认CVOV值为”是”,并命令bq29311关闭充电FET. 如果放电电流大于50mA, bq2084不会关闭FET. 如过压或过热情况消除, 并且AverageCurrent( )< 256mA(如果prolonged Overcurrent导致障碍), bq2084又将开启充电FET. 如有过充情况发生, 或AverageCurrent( )<-overload current(Overload), bq2084即确认CVUV值为”是”, 并命令bq29311关闭放电FET. 如果充电电流大于50mA, bq2084不会关闭放电FET. 如过充情况消除并且AverageCurrent( )>- 256mA(如果prolonged Overcurrent导致障碍), bq2084将命令bq29311重启放电FET. 19页

安全输出 bq2084的安全输出功能更进一步提高了安全控制水平. 激活的安全低输出根据温度, 可编制电池组电压状况, 或对AFE纪录项目的综合检查可以烧断保险丝或控制另外一个开关. 如果在Miss Configuration( DF0×2a)中设置AC Bit, SAFE 输出在以下四中情况中都可以降低. 激活SAFE输出, bq2084将在Pack Status中设置SOV比特. SOV保持到bq2084重新设值. SAFE 输出只可能靠bq2084的POR才能升高(清除). SAFE激活条件:

●

当任一单电池电压>Cell Over Voltage( DF 0×60 and 0×61)并且在最小时间1s后电池组电压> Cell Over Voltage( DF 0×68 and 0×69), 或

当任一单电池电压>Safety Over Voltage( DF 0×68 and 0×69)

当任一单电池电压>Cell Over Voltage( DF 0×60 and 0×61)并且在最小时间1s后温度>Safety Temperature( DF 0×6a and 0C6b)

当设置了Misc Configuration( DF 0×2a) bit 5 AC并且AFE 失败次数达到AFE Fail Times(DF 0×d3, d4)

● ●

●

bq2084定期检查AFE纪录的编制状况, 检查时间段由AFE Check time DF 0×e4决定. 检查时间段的单位为秒, 但bq2084处于睡眠状态时除外, 睡眠时间段为AFE Check Time×Sleep Current Time( DF 0×e7). 假如所得数据不准确, bq2084将增加一内部计算器. 图5是利用SAFE输出来烧断保险丝的线路图. 20页

低能耗模式

当充电电流或放电电流小于設定在Sleep Current Threshold DF 0×e5中的门限时, bq2084进入睡眠状态, 系统管理总线SMBS 线路至维持2s低频, Misc Configuration DF 0×2a中的4bit也设置为0. 入睡眠状态后, bq2084将周期性的活跃起来以便监测电压及温度或进行自动放电调整. 睡眠时间段纪录在Sleep Timer DF 0×e7中. bq2084按设置在Sleep Current Time DF0×e6中的周期定期活跃起来测试电流. 当系统管理总线SMBS线路转为高频或电流大于Sleep Current Threshold时, bq2084就自动激活. SMBS或SMBD升高将使bq2084恢复正常运作状态.

数据重设

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开启电源之时, 整个IC都经过重新设置, 设置数据从数据闪存库中下载作为SBS数据和系统数据.部分重设(如断开电源但RBI持有的RAM仍然有效)只需重设有限的几个地址. 这些设置如下:

● ● ● ● ●

AFE数据重些写

PackStatus( )VDQ标识不清除(假设./建议变更不清除VDQ) PackStatus( )EDV2标识清除

BatteryStatus( )DISCHARGING 标识清除 充电和警报播报间隔被设置为10秒

通讯

bq2084含一系统管理总线通讯端口. SMBus界面使用双线双向协议, 连结SMBC( clock) 和SMBD(data)pins. 通讯线与VCC隔离并有可能高于VCC.如果VCC在此部分为零, bq2084也不会使这些通讯线路降至低频.

通讯端口允许主控制器, SMBus兼容设备, 或其它处理器访问bq2084的存储数据.系统便是用这种方式有效的监测和管理电池的.

SMBus

SMBus界面是以命令为基础的协议.一个处理器充当总线主控者, 其制造开启条件来开通bq2084与外界的通讯. 开启条件包括SMBC高频时SMBD从高频到低频的转换.随后, 根据SMBus的命令码, 处理器以0001011(bits7-0)加R/Wbit(bit0)传输bq2084设备地址. R/Wbit(LSB)命令码指示bq2084或存储数据于SMBus命令码指定的存储器中, 或从指定的地址中输出数据. 处理器访问完毕进入停止状态. 停止状态包含SMBC高频时SMBD从低频到高频的转换. 使用SMBus, 数据字节中最重要的bit将首先传送.

在某些情况下, bq2084也充当总线的主控者. 如: bq2084报道充电条件和警报状况给设备地址0×12(SBS Smart Charger) 和0×10(SBS Host Controller)时.

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