BQ2018是动力看护™ 集成电路

特征

➤多功能充放电计数器

➤解析小于12.5μV的信号

➤内部偏移校准提高了精度

➤配置为128 x 8的1024位NVRAM

➤用于自放电估计的内部温度传感器

➤单线串行接口

➤双工作模式：

-工作：<80微安

-睡眠：<10微安

➤低成本微观监管的监管产出

➤内部时基消除外部组件

➤8针TSSOP或SOIC允许电池组集成

一般说明

bq2018是一款低成本充放电计数器外围设备，采用8针TSSOP或SOIC封装。它与智能主机控制器一起工作，为可充电电池提供充电状态信息。

bq2018测量蓄电池负极端子和蓄电池组接地触点之间的低值串联感测电阻器的电压降。智能主控制器利用充电、放电和自放电寄存器中的累计计数，可以确定电池的充电状态信息。为了提高精度，可以使用偏移计数寄存器。系统主控制器负责寄存器维护，根据需要重置充入/出和自放电寄存器。

bq2018还具有128字节的NVRAM寄存器。NVRAM的上部13字节包含容量监控和状态信息。RBI输入由外部电源（如电池组中的电容器或串联电池）操作，在电池对地短路或电池充电状态不足以操作bq2018时提供寄存器非易失性。在此模式下，寄存器备份电流小于100nA。

bq2018封装在8针TSSOP或SOIC中，足够小，可以安装在两个Asize单元之间的缝隙中，也可以安装在棱柱单元的宽度内。

管脚名称

功能描述

一般操作

主机可以使用bq2018内部计数器和计时器来测量电池的充电状态，估计自放电，并计算进入和离开可充电电池的平均充电和放电电流。bq2018需要一个外部主机系统来执行所有注册维护。系统主机利用bq2018提供的信息，可以确定电池的充电状态，估计自放电，并计算平均充放电电流。在包装储存期间，内部温度传感器的使用使25°C以上每10°的自放电计数率加倍。

为了降低成本，可以使用低成本的外部FET和REG管脚来获得bq2018的功率。bq2018的工作电流小于80微安。当HDQ线路保持低电压超过10秒且VSR（VSR+VOS，其中VSR是SR1和SR2之间的电压降，VOS是偏移电压）低于编程的最低水平（唤醒处于高Z）时，bq2018进入<10微安的睡眠模式，所有操作暂停。HDQ转换高重新初始化bq2018。

寄存器可用于存储计算的偏移量，允许当前校准。偏移消除寄存器由bq2018在包装组装期间写入，可供主机系统调整当前测量值。通过增加或减少OFR中存储的偏移值，可以在很大程度上计算出真实的充放电计数。

图1显示了bq2018的框图，表1概述了bq2018的运行状态。

REG输出

只要VCC限制在2.8到5.5V，bq2018可以从三个或四个镍化学电池或单个锂离子电池直接操作。为了满足bq2018的电源要求，REG输出用于调节外部低阈值n-JFET。使用这种场效应晶体管可以廉价地为bq2018制造微功率VCC源。

RBI输入

RBI输入引脚与存储电容器或外部电源一起使用，当VCC降至2.4V以下时，为内部RAM提供备用电压。在此模式下，最大放电电流为100nA。当电源高于2.4V时，bq2018在RBI上输出VCC，因此需要二极管隔离外部电源。

充放电计数操作

表2显示了bq2018的主要计数器和寄存器。bq2018将充电和放电计数累加到两个主计数寄存器中，放电计数寄存器（DCR）和充电计数寄存器（CCR）。bq2018通过感应电池组负极端子和电池负极端子之间的低值电阻上的电压差来产生充放电计数。DCR或CCR计数取决于SR1和SR2之间的信号。

放电过程中，DCR和放电时间计数器（DTC）激活。如果VSR1小于VSR2，表示放电，则DCR以相当于每小时12.5微伏的速率计数，而DTC以1计数/0.8789秒（每小时4096计数）的速率计数。例如，-100mV信号每小时产生8000个DCR计数和4096个DTC计数。从电池中移除的电荷量可以通过简单的计算得到。

充电期间，CCR和充电时间计数器（CTC）处于活动状态。如果VSR1大于VSR2，表示充电，则CCR以等于每小时12.5微伏的速率计数，而CTC以1的速率计数

计数/0.8789秒。例如，+100mV信号pro 分别减少8000个CCR计数和4096个CTC计数小时电池的充电量很容易计算。

DTC和CTC是16位寄存器，并在ffffh之后滚动。如果发生翻转，则模式/WOE寄存器中的相应位被设置，计数器随后将以正常速率（16计数/小时）的1/256递增。

每当SR1和SR2之间的信号高于唤醒输出启用（WOE）阈值且HDQ pin高时，bq2018处于完全工作状态。在这种状态下，DCR、CCR、DTC、CTC和SCR完全工作，尾迹输出低。在此模式期间，bq2018的内部RAM寄存器可以通过HDQ pin访问，如“与2018通信”一节所述。

如果SR1和SR2之间的信号低于WOE阈值（有关详细信息，请参阅WAKE部分）并且HDQ保持低电平超过10秒，则bq2018进入睡眠模式，其中所有寄存器计数暂停。在HDQ返回高位之前，bq2018仍保持此模式。

对于自放电计算，自放电计数寄存器（SCR）在标称25°C下以相当于每小时1次计数的速率计数，并且大约每10°C增加一倍，直至60°C。SCR计数速率在25°C以下每10°C减少一半，直至0°C。SCR中的值有助于根据容量和存储确定电池自放电的估计值温度条件。

bq2018可编程为在组件组装期间或通过调用校准模式随时测量SR1和SR2之间的电压偏移。偏移寄存器（OFR）用于存储bq2018偏移量。存储在OFR中的8bit 2的补码值被缩放到与DCR和CCR相同的单位，表示bq2018中的正或负偏移量。bq2018的最大偏移量规定为±500μV。应注意确保正确的PCB布局。使用OFR，系统主机可以取消bq2018偏移的大部分影响，以获得更高的分辨率和准确性。

图3显示了bq2018寄存器地址映射。bq2018使用了上面的13个位置。剩余的存储器可以存储用户特定的信息，如化学、序列号和生产日期。

尾流输出

此输出用于通知系统SR1和SR2之间的电压差高于或低于模式/WOE寄存器中编程的唤醒输出启用（WOE）阈值。当SR1和SR2之间的电压差低于VWOE时，尾流输出进入高Z并保持在该状态，直到放电或充电电流增加到规定值以上。通电复位后，模式/故障复位为0eh。根据表3，将3.84mV除以1和7（1–7h）之间的值来设置VWOE。

温度

bq2018有一个内部温度传感器，用于设置温度寄存器（TMP/CLR）中的值并设置自放电计数率值。如表4所示，寄存器以8步10°C从<0°C到>60°C报告温度。bq2018温度传感器在25°C时的典型精度为±2°C。有关更多详细信息，请参阅TMP/CLR寄存器说明。

清除寄存器

主机系统负责注册维护。为了便于维护，bq2018有一个清晰的寄存器（TMP/CLR），用于将特定计数器或寄存器对重置为零。主机系统通过将相应的寄存器位写入1来清除寄存器。当bq2018完成重置时，TMP/CLR寄存器中的相应位将自动重置为0，这将为主机节省额外的写入/读取周期。清除故障诊断码寄存器将清除标准位，并将故障诊断码计数率设置为默认值，即每0.8789s计数1次。清除CTC寄存器清除STC位，并将CTC计数率设置为每0.8789s 1个计数的默认值。

校准模式

通过将模式/故障寄存器（位6）中的校准位设置为1，系统可以启用bq2018 VOS校准。然后，当HDQ线低电平超过10秒且SR1和SR2之间的信号低于VWOE时，bq2018进入校准模式。注意：注意确保SR1和SR2之间不存在低电平外部信号，因为这会影响bq2018计算的校准值。

如果HDQ保持低一小时且| VSR |<VWOE持续一小时，则测量的VO被锁存到OFR寄存器中，并且校准位被重置为零，指示系统校准周期结束。校准完成后，bq2018进入低功耗模式，直到HDQ变高，表明外部系统已准备好访问bq2018。如果HDQ在完成VOS计算之前或如果| VSR |>VWOE，则校准周期为重置。重置然后，bq2018推迟校准周期，直到满足条件。在有效校准周期完成之前，校准位不会重置为零。通过将OVRDQ位设置为1，可以禁用校准周期HDQ保持低的要求。在这种情况下，校准持续到| VSR |<VWOE。这个在有效校准周期结束时，OVRDQ位重置为零。

注：1、模式/WOE寄存器位0在启动时设置为零，不应写入1以进行适当的bq2018操作。2、 OFR值是二的补码。

与bq2018沟通

BQ1018包括一个简单的单针（参考VSS）串行数据接口。主机处理器使用该接口访问各种bq2018寄存器。通过在电池组中添加一个触点，可以方便地监测电池的活动。注意：HDQ引脚需要一个外部上拉或下拉电阻器。

该接口使用基于命令的协议，其中主机处理器向bq2018发送命令字节。该命令指示bq2018将接收到的下八位数据存储到命令字节指定的寄存器，或从命令字节指定的寄存器输出八位数据。

通信协议为异步返回。命令和数据字节由8位流组成，最大传输速率为5K位/秒。首先发送命令或数据字节的最低有效位。该协议非常简单，可以由大多数主机处理器使用轮询或中断处理来实现。从bq2018输入的数据可以使用一些微控制器上可用的脉冲宽度捕获定时器进行采样。UART也可用于通过HDQ引脚进行通信。

如果发生通信超时，例如主机等待bq2018响应的时间超过tCYCB，或者如果这是第一个访问命令，则主机应发送中断。然后，主机可以重新发送命令。当HDQ管脚被驱动到逻辑低状态一段时间（tB或更大）时，bq2018检测到中断。然后HDQ管脚返回其正常就绪高逻辑状态一段时间，tBR。然后，bq2018准备接收来自主机处理器的命令。

返回一个数据位帧由三个不同的部分组成。第一部分用于由主机或bq2018启动传输，使HDQ pin在一段时间内处于逻辑低状态tSTRH，B。下一部分是实际数据传输，其中数据在用于启动通信的负边缘之后的一段时间tDSU，B应有效。数据应保留一段时间，tDV，以允许主机或bq2018对数据位进行采样。

最后一部分用于在用于开始通信的负边缘之后，通过将HDQ pin返回到逻辑高状态至少一个周期tSSU，B来停止传输。最后的逻辑高状态应该保持到一个周期tCYCH，B，以便有时间确保位传输正确停止。串行通信定时规范和图解部分给出了数据和中断通信的定时。

与bq2018的通信总是在首先发送最低有效位的情况下发生。图4显示了读取bq2018OFRregister的通信序列的示例。

bq2018登记册

表5列出了bq2018命令和状态寄存器，如下所述。

命令（CMDR）

当bq2018接收到八个连续有效的命令位时，访问只写命令寄存器。命令寄存器包含两个字段：

*水资源

*命令地址

命令寄存器的W/R位用于选择接收的命令是用于读还是写功能。W/R值是

W/R在哪里

0 bq2018输出CMDR地址部分指定的请求寄存器内容

1 以下八位应写入CMDR地址部分指定的寄存器

CMDR的低7位字段包含要访问的寄存器的地址部分。

放电计数寄存器（DCRH/DCRL）

DCRH高字节寄存器（地址=7fh）和DCRL低字节寄存器（地址=7eh）包含放电计数，并且在VSR1<VSR2时递增。这些寄存器继续计数超过ffffh，因此主机系统应进行适当的寄存器维护。TMP/CLR寄存器用于强制将DCRH和DCRL重置为零。

电荷计数寄存器（CCRH/CCRL）

CCRH高字节寄存器（地址=7dh）和CCRL低字节寄存器（地址=7ch）包含电荷计数，并在VSR1>VSR2时递增。这些寄存器继续计数超过ffffh，因此主机系统应进行适当的寄存器维护。TMP/CLR寄存器用于强制将CCRH和CCRL重置为零。

自放电计数寄存器（SCRH/SCRL）

SCRH高字节寄存器（地址=7bh）和SCRL低字节寄存器（地址=7ah）包含自放电计数。当bq2018处于正常运行模式时，该寄存器将持续更新。这些寄存器中的计数根据时间和温度递增。在20–30°C时，可控硅以每小时1次计数的速率计数，每10°C加倍一次，直至超过60°C（16次/小时）。每10°C低于20–30°C至低于0°C（1次/8小时）计数一半。这些寄存器继续计数超过ffffh，因此主机系统应进行适当的寄存器维护。TMP/CLR寄存器用于强制将SCRH和SCRL重置为零。

放电时间计数寄存器（DTCH/DTCL）

DTCH高字节寄存器（地址=79h）和DTCL低字节寄存器（地址=78h）用于确定VSR1<VSR2指示放电的时间长度。这些寄存器中的计数以每小时4096个计数的速率递增。如果DTCH/DTCL寄存器继续计数超过ffffh，则STD位被设置在表示翻转的MODE/WOE寄存器中。一旦设置，DTCH和DTCL以每小时16个计数的速率递增。注意：如果发生第二次滚动，则清除STD。访问bq2018的时间应比每170天清除一次DTCH/DTCL。TMP/CLR寄存器用于强制将DTCH和DTCL重置为零。

充电时间计数寄存器（CTCH/CTCL）

CTCH高字节寄存器（地址=77h）和CTCL低字节寄存器（地址=76h）用于确定VSR1>VSR2指示充电的时间长度。这些寄存器中的计数以每小时4096个计数的速率递增。如果CTCH/CTCL寄存器继续计数超过ffffh，则STC位设置在指示翻转的MODE/WOE寄存器中。一旦设置，DTCH和DTCL以每小时16个计数的速率递增。注意：如果发生第二次滚动，则清除STC。访问bq2018的时间应比每170天清除一次CTCH/CTCL。TMP/CLR寄存器用于强制将CTCH和CTCL重置为零。

模式/唤醒启用寄存器

Mode/WOE寄存器（地址=75h）包含校准、唤醒启用信息以及如下所述的STC和STD位。

Override DQ（OVRDQ）位（位7）用于在启动VOS校准之前，重写HDQ为低的要求。此位通常设置为零。如果OVRDQ被写入一个，bq2018在| VSR |<vwoehere HDQ=不关心时开始偏移校准。

OVRDQ的位置是

OVRDQ在哪

0 HDQ=0和| VSR |<VWOE，开始VOS校准

1 HDQ=无所谓，开始进行VOS校准的| VSR |<VWOE

注意：OVRDQ位只能与校准周期一起使用。设置此位时，无法保证bq2018的正常运行。在有效的校准周期之后，位7被重置为零。

校准（CAL）位6用于启用bq2018偏移校准测试。当HDQ低（默认）且| VSRO |<VWOE时，将此位设置为1将启用VOS校准。每当有效的VOS校准完成时，bq2018将该位清除为0，并且OFR寄存器用新计算的偏移量更新。如果偏移校准未完成，则该位保持1。

CAL的位置是

CAL在哪

0 有效偏移校准

1 偏移校准挂起

慢速充电（STC）和慢速放电（STD）标志指示CTC或DTC寄存器是否已超过ffffh。STC设置为1表示CTC滚动；STD设置为1表示DTC滚动。

STC和STD的位置是

其中STC/STD是

0 无翻车

1 在相应的CTC/DTC寄存器中发生翻转。

唤醒输出启用（WOE）位（位3–1）用于设置唤醒启用信号电平。当| VSRO |<VWOE时，尾流输出为高Z。如果| VSRO |大于VWOE，尾流转换为低Z。在bq2018初始化（上电复位）时，这些位被设置为1。将所有这些位设置为零无效。各种WOE值见表3。

不幸的是3-1个地点

其中WOE3–1是由3.84mV除以WOE中的值确定的。

位0是保留的，必须保持为0。

温度和清除寄存器

TMP/CLR寄存器（地址=74h）用于给出<0°C至>60°C之间的当前温度步进，并清除各种计数寄存器。TMP0–TMP2（位5–7）的值表示表4所示的bq2018的当前温度阶跃感测。bq2018温度传感器被调至典型的±2°C（±4°C最大值）。

TMP2–0的位置是

其中，TMP2–0是本bq2018感应到的温度阶跃。

清除位（位0–4）用于将各种bq2018计数器以及STC和STD位重置为零。将位写入1会将相应的寄存器重置为0。清除位重置为0，表示寄存器重置成功。每个清除位都是独立的，因此可以在不影响任何其他bq2018寄存器中的值的情况下清除DCRH/DCRL寄存器。当对应的位按下图写入1时，高字节和低字节寄存器都被清除。

清除位的位置是

其中：

CTC位（位4）将CTCH和CTCL寄存器以及STC位重置为0。

DTC位（位3）将DTCH和DTCL寄存器以及STD位重置为0。

SCR位（位2）将SCRH和SCRL寄存器重置为0。

CCR位（位1）将CCRH和CCRL寄存器重置为0。

DCR位（位0）将DCRH和DCRL寄存器重置为0。

偏移寄存器（OFR）

OFR寄存器（地址=73h）用于存储bq2018的计算VOS。OFR值可用于取消VSR1和VSR2之间的电压偏移。上/下偏移计数器以零为中心。实际偏移量是位于OFR中的8位2的补码值。

OFR的位置是

OFR7的位置

1 放电

0 电荷

笔记：

1、 控制尺寸：毫米。所示英寸仅供参考。

2、“D”和“E”不包括模具飞边或突出物。每侧模子飞边或突出物不得超过0.15mm

3、 各导线中心线应位于其准确位置的±0.10 mm范围内。

4、 引线应在座面0.08mm范围内共面。

5、尺寸“B”不包括拦杆突出。防喷杆突出不得导致引线宽度超过“B”最大值0.08mm以上。

6、尺寸适用于距引线端部0.10 mm至0.25 mm之间的引线平截面。

7、“A1”是指从座位平面到包裹体（基面）最低点的距离。

订购信息

包装材料信息

笔记：

1.所有线性尺寸均以毫米为单位。括号中的任何尺寸仅供参考。尺寸和公差符合ASME Y14.5M。

2.本图如有更改，恕不另行通知。

3.此尺寸不包括模具飞边、突出物或浇口毛刺。模具飞边、突出物或浇口毛刺每侧不得超过0.15 mm。

4.此维度不包括交错读闪存。每侧交错闪光不得超过0.25 mm。

5.参考JEDEC注册MO-153，变更AA。

笔记：

6.出版物IPC-7351可能有替代设计。

7.信号焊盘之间和周围的焊接掩模公差可根据电路板制造位置而变化。

笔记：

8. 带有梯形壁和圆角的激光切割孔可以提供更好的膏体释放。IPC-7525可能有其他设计建议。

9. 板组装现场可能有不同的模板设计建议。