DS278x系列电量计中的RSGAIN校准
摘要：ds278x系列独立式电量计准确估算可充电锂离子电池或锂聚合物电池的剩余电量。该系列电量计经过工厂校准，能够达到数据资料规定的高精度标准。另一方面，用户可重新设置电流测量增益系数(rsgain)，以改善模块化设计或组装后的检流精度。调整rsgain以便修正外部检流电阻的标称值，允许使用低成本、非精密检流电阻。本应用笔记详细说明了ds278x系列独立式电量计中rsgain校准步骤。
引言包括ds2780、ds2781、ds2782、ds2784和ds2788在内的ds278x系列独立式电量计能够准确估算可充电锂离子电池或锂聚合物电池的剩余电量。电流计的精度取决于存储在eeprom内的电池特征参数、应用参数以及电流读数的精度。
每个器件出厂时都经过校准，符合数据资料规定的电流精度指标。另一方面，用户可读取或重新设置电流测量增益系数(rsgain)，以便改善模块化设计或组装后的电流测量精度。用户可调节rsgain，修正外部检流电阻的标称值，从而允许使用低成本、非精密的检流电阻。
说明rsgain为比例系数，ds278x系列电量计用其精确地调节检流电阻的电流测量值。器件的电流测量值乘以rsgain比例系数，该数值送入电流寄存器并在累加电流寄存器中(acr)进行累加，提供精确的电流测量。
指示电流(ma) = 测量电流(ma) × rsgain(式1)
图1所示为rsgain寄存器的格式。rsgain为11位数据，保存在参数存储器eeprom内，占2个字节。rsgain寄存器值可设置在0至1.999之间，步长0.001 (2-10)。msb权值为1，lsb权值为1/1024 (或2-10)。
图1. 所计算的rsgain值应按照上述rsgain寄存器格式写入地址78h和79h。
为确保在无需增益调节的前提下精确测量电流，器件需选择rsgain值为1。典型情况下，ds278x系列电量计出厂时的rsgain值在0.990到1.100之间。
表1. rsgain与对应的寄存器数值举例 rsgain register value
0.000 xxxx x000 0000 0000
0.001 xxxx x000 0000 0001
0.990 xxxx x011 1111 0110
1.000 xxxx x100 0000 0000
1.010 xxxx x100 0000 1010
1.020 xxxx x100 0001 0100
1.030 xxxx x100 0001 1111
1.040 xxxx x100 0010 1001
1.050 xxxx x100 0011 0011
1.999 xxxx x111 1111 1111
计算rsgain用户必须谨慎设置rsgain，以确保精确的电流测量。器件出厂时增益校准值存储在参数存储器eeprom的两个不同区域：rsgain (可重新设置)和frsgain (只读)。rsgain决定电流测量的增益。只读frsgain仅用于保存工厂设置，在电流测量中并未使用。如果将错误数值写入了rsgain寄存器，可由frsgain恢复原始的rsgain。
为计算rsgain，必须在检流电阻上加载精确的基准电流。将基准电流除以器件指示的电流值，基准电流与器件指示电流的比值乘以当前的rsgain，确定新的rsgain数值。
例如，如果在检流电阻上加载的精密电流为500ma，ds278x报告的电流值为495ma，rsgain为1.02637，则新的rsgain值为1.03674。
将计算后的rsgain值写入地址78h和79h，如图1所示，然后复制到eeprom。这样可确保ds278x报告的电流值与加载在检流电阻上的基准电流一致。
结论校准功能允许ds278x系列独立式电量计使用低成本、精度不高的检流电阻，同时还能确保电流测量尽可能的精确。
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每个器件出厂时都经过校准，符合数据资料规定的电流精度指标。另一方面，用户可读取或重新设置电流测量增益系数(rsgain)，以便改善模块化设计或组装后的电流测量精度。用户可调节rsgain，修正外部检流电阻的标称值，从而允许使用低成本、非精密的检流电阻。
说明rsgain为比例系数，ds278x系列电量计用其精确地调节检流电阻的电流测量值。器件的电流测量值乘以rsgain比例系数，该数值送入电流寄存器并在累加电流寄存器中(acr)进行累加，提供精确的电流测量。
指示电流(ma) = 测量电流(ma) × rsgain(式1)
图1所示为rsgain寄存器的格式。rsgain为11位数据，保存在参数存储器eeprom内，占2个字节。rsgain寄存器值可设置在0至1.999之间，步长0.001 (2-10)。msb权值为1，lsb权值为1/1024 (或2-10)。
图1. 所计算的rsgain值应按照上述rsgain寄存器格式写入地址78h和79h。
为确保在无需增益调节的前提下精确测量电流，器件需选择rsgain值为1。典型情况下，ds278x系列电量计出厂时的rsgain值在0.990到1.100之间。
表1. rsgain与对应的寄存器数值举例 rsgain register value
0.000 xxxx x000 0000 0000
0.001 xxxx x000 0000 0001
0.990 xxxx x011 1111 0110
1.000 xxxx x100 0000 0000
1.010 xxxx x100 0000 1010
1.020 xxxx x100 0001 0100
1.030 xxxx x100 0001 1111
1.040 xxxx x100 0010 1001
1.050 xxxx x100 0011 0011
1.999 xxxx x111 1111 1111
计算rsgain用户必须谨慎设置rsgain，以确保精确的电流测量。器件出厂时增益校准值存储在参数存储器eeprom的两个不同区域：rsgain (可重新设置)和frsgain (只读)。rsgain决定电流测量的增益。只读frsgain仅用于保存工厂设置，在电流测量中并未使用。如果将错误数值写入了rsgain寄存器，可由frsgain恢复原始的rsgain。
为计算rsgain，必须在检流电阻上加载精确的基准电流。将基准电流除以器件指示的电流值，基准电流与器件指示电流的比值乘以当前的rsgain，确定新的rsgain数值。
例如，如果在检流电阻上加载的精密电流为500ma，ds278x报告的电流值为495ma，rsgain为1.02637，则新的rsgain值为1.03674。
将计算后的rsgain值写入地址78h和79h，如图1所示，然后复制到eeprom。这样可确保ds278x报告的电流值与加载在检流电阻上的基准电流一致。
结论校准功能允许ds278x系列独立式电量计使用低成本、精度不高的检流电阻，同时还能确保电流测量尽可能的精确。
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