MAX17201/MAX17211评估套件：锂电池电量监测的得力助手

在电子设备的设计中，准确监测锂电池的电量状态至关重要。MAX17201/MAX17211评估套件为我们提供了一个便捷且强大的工具，用于评估独立式ModelGauge™ m5电池电量计IC，适用于手持和便携式设备中的锂离子（Li+）电池。下面，我们就来详细了解一下这个评估套件。

文件下载：MAX17211GEVKIT#.pdf

一、套件概述

MAX17201G/MAX17201X/MAX17211G/MAX17211X评估套件是完全组装和测试好的表面贴装PCB，专门用于评估独立式ModelGauge™ m5电池电量计IC。其中，MAX17201和MAX17211适用于单电池应用，而多电池应用则可参考MAX17205和MAX17215。

该套件包含Maxim DS91230+ USB接口、IC评估板和RJ - 11连接电缆。同时，还提供基于Windows的图形用户界面（GUI）软件，可从Maxim的网站（http://www.maximintegrated.com/products/MAX17201 ，在Design Resources标签下）下载。使用该软件需要Windows 7或更高版本的Windows操作系统。

二、套件优势与特性

1. 先进算法

采用ModelGauge m5算法，能更准确地监测电池电量状态。

2. 独立运行

非易失性存储器配置，可实现独立运行，无需额外的复杂设置。

3. 适用范围广

可监测1S电池组，电池组输入电压范围为每节+2.1V至+4.9V。

4. 温度监测

具备热敏电阻测量网络，能实时监测电池温度。

5. 灵活的感测电阻

提供可选的板载PCB走线感测电阻，可根据实际需求进行调整。

6. 软件兼容性

与Windows 7或更高版本的软件兼容，方便使用。

7. 成熟设计

经过验证的PCB布局，确保性能稳定。

8. 便捷使用

完全组装和测试，到手即可使用。

三、快速启动

1. 所需设备

• MAX17201G/MAX17201X/MAX17211G/MAX17211X评估套件
• 所需配置的锂电池组
• 电池充电器或电源
• 负载电路
• DS91230+ USB适配器
• RJ - 11 6pos反向模块化电缆
• 装有Windows 7或更高版本Windows操作系统且带有USB端口的PC

2. 操作步骤

1. 访问http://www.maximintegrated.com/products/MAX17201 ，在Design Resources标签下下载最新版本的MAX17201_05_11_15K评估套件软件，保存到临时文件夹并解压ZIP文件。
2. 运行临时文件夹中的MAX17201_05_11_15K_Install.exe程序安装软件，该软件需要.NET Framework 4.5或更高版本，若连接到互联网，Windows会自动更新.NET框架。
3. 安装完成后软件会自动启动，也可通过Windows开始菜单中的图标启动。
4. 将DS91230+适配器连接到PC的USB端口，Windows会自动识别该HID设备，无需安装额外驱动。
5. 根据电池组配置连接评估套件板，电池连接在BAT - 和BAT +焊盘之间，充电器/负载连接在PACK - 和PACK +焊盘之间，此时也可连接负载或充电器电路。
6. 使用RJ - 11电缆连接USB适配器和评估套件板，GUI软件会自动建立通信。
7. 若IC未配置，运行评估套件软件中的配置向导，为所需应用电路和锂电池类型配置操作，配置信息将永久保存在IC中。

四、硬件详细描述

1. 通信连接

RJ - 11连接器提供I2C、SMBus、1 - Wire或1 - Wire overdrive通信所需的所有信号线。开发代码时，可直接连接到通信线路。用户在不使用DS91230+通信接口时，需为通信线路应用适当的外部上拉电阻。	通信模式	MAX17201 J7	MAX17201 J8	MAX17211 J7	MAX17211 J8
I2C	SCL	SDA	N/A	N/A
1 - Wire	N/A	N/A	Logic - low	DQ
1 - Wire Overdrive	N/A	N/A	Logic - high	DQ

2. 外部热敏电阻

MAX17201/MAX17211最多可配置两个外部热敏电阻，评估套件板上已安装表面贴装组件RT1和RT2。若应用需要与电池直接热接触，可移除RT1和RT2，并用连接在RT1 +/RT1 - 和RT2 +/RT2 - 焊盘之间的带引脚热敏电阻替换。

3. 感测电阻选项

评估套件板默认安装0805尺寸、0.010Ω的芯片感测电阻，过大的焊盘允许使用不同尺寸的感测电阻。此外，每个板还包含一个可选的0.003Ω铜走线感测电阻，若需要启用，需移除芯片感测电阻并重新焊接0Ω跳线来改变电路。同时，IC必须重新配置以支持新的电阻类型。	组件	芯片感测值	板走线感测值
R13	0Ω	未填充
R14	未填充	0Ω
R15	所需感测值	未填充
R16	未填充	0Ω（R17为走线电阻）

五、软件详细描述

1. 软件功能

MAX17201G/MAX17201X/MAX17211G/MAX17211X评估套件软件可让用户完全控制MAX17201/MAX17211的所有功能，还能将自定义模型加载到IC中。同时，软件带有复杂的配置向导，方便用户轻松调整电量计设置。通过单独的控制选项卡，用户可查看所有监测参数的实时更新，还具备数据记录功能，可随时间监测电池。

2. 软件安装

软件需要Windows 7或更高版本的操作系统，运行需要.NET版本4.5，若检测到较旧版本的.NET框架，会自动安装。安装评估软件时，需退出所有正在运行的程序，解压提供的MAX17201_05_11_15K安装包，双击MAX17201_05_11_15K_V_x_x_x_x Install.exe图标开始安装，按提示完成安装。可在控制面板的“添加/删除程序”工具中卸载评估软件。安装完成后，打开Maxim Integrated/MAX17201_05_11_15K文件夹，运行MAX17201_05_11_15K.exe或从程序菜单中选择。

3. 通信端口

评估套件软件连接到任何USB端口时会自动找到DS91230+适配器，通信状态显示在底部状态栏右侧。若找不到适配器，显示“无USB适配器”消息；若找到适配器但找不到IC子板，显示“无从设备”消息；若通信有效，软件持续读取IC寄存器时，绿色条会更新。

4. 程序选项卡

软件的所有功能分为八个选项卡：

• ModelGauge m5选项卡：显示从IC读取的重要输出信息，包括电池充电状态、电池健康信息、IC信息、ADC测量值、警报信息和假设负载电流计算结果等。
• Graphs选项卡：最多显示20个ADC读数和电量计输出，分为电压、温度、容量和电流四类。用户可通过复选框打开或关闭任何数据系列，可调整图形可见查看区域，图形可保存长达1周的数据。
• Registers选项卡：用户可访问IC所有与电量计相关的寄存器，可按功能或内部地址对寄存器进行排序，可写入寄存器值。
• SBS Registers选项卡：仅在启用IC的SBS功能时可见，格式与标准Registers选项卡相同。
• Commands选项卡：用户可访问与正常寄存器读写无关的一般IC功能，如选择1 - Wire通信速度、读写寄存器、记录数据到文件、烧录非易失性内存块、重置IC和锁定寄存器块等。
• Configuration选项卡：格式与标准Registers选项卡类似，但更改寄存器值时仅更改RAM值，非易失性值不变。建议使用配置向导更改非易失性内存。
• Authentication选项卡：用户可执行与IC的SHA 256认证功能相关的操作，包括输入挑战值、输入秘密值、查看认证结果和生成挑战 - 响应对等。
• History选项卡：用户可查看IC内存储的所有电池历史记录信息，可读取历史数据并保存到文件。

六、ModelGauge m5 EZ配置

在IC准确测量电池组电量之前，需使用表征信息进行配置，可通过以下两种方式实现：

1. 自定义表征程序

在特定条件下，Maxim可执行自定义表征程序，结果是一个.INI摘要文件，可使用配置向导工具将信息编程到IC中，具体细节可联系Maxim。

2. ModelGauge m5 EZ配置

这是每个IC内部默认的表征信息，在大多数应用和操作条件下能产生准确结果，是新设计的推荐方法，可绕过自定义电池表征程序。配置向导工具会处理EZ配置初始化所需的额外信息。

七、配置向导

评估套件软件包含电量计配置向导，可在配置选项卡或设备下拉菜单中启动。配置向导是更改IC内部非易失性设置的推荐方法，可让用户：

• 打开自定义.INI文件或生成ModelGauge m5 EZ配置。
• 进行特定于应用的调整。
• 将最终配置加载到IC中。
• 将生成的配置导出到新的.INI文件。

配置向导引导用户完成18个步骤来配置IC，具体步骤如下：

1. 起始模板选择：选择IC内现有的非易失性内存数据或恢复到工厂默认值（ModelGauge m5 EZ）。
2. 电池模型选择：选择IC非易失性内存中现有的模型、ModelGauge m5 EZ模型或从.INI文件中选择自定义模型，若没有自定义模型，推荐使用ModelGauge m5 EZ。
3. 通用电池组配置：选择最接近应用电路的配置，此选择会影响步骤4中的可用选项。
4. 特定电池组配置细节：选择电池组配置中的串联电池数量以及用于测量电池组电压的ADC通道，若选择多电池内部保护器配置，可进行电池平衡，可选择电池平衡阈值。
5. 关机模式：若希望IC在电池组从应用中移除时进入关机模式（通信线路低），则选中此复选框。
6. SBS兼容功能：若打算在智能电池系统（SBS）兼容模式下使用IC，则选中此复选框，若不使用SBS模式，这些设备寄存器可用于步骤16中的通用数据存储，若启用SBS模式，可在此调整所有与SBS相关的配置设置。
7. 感测电阻选择：选择应用中使用的感测电阻值，并选择电阻温度补偿，使用芯片感测电阻时，建议禁用温度补偿，使用PCB信号走线作为感测电阻时，铜的默认温度系数值为0.4%/°C。
8. 电流测量校准（可选）：电流测量增益校准不是电量计正常运行所必需的，仅在应用需要时执行此操作。校准电流时，先通过感测电阻施加至少满量程值一半的已知电流，并将该值输入到“强制电流”文本框中，当电流寄存器和平均电流寄存器读数稳定时，启用“自动校准”按钮进行校准，也可手动调整增益。
9. 温度测量通道：选择应用使用的温度测量通道，建议所有应用都使用芯片温度测量，若未启用其他测量通道，芯片温度测量默认启用。
10. 温度测量细节：步骤9的选择决定了此步骤的可用选项，用户必须选择电量计使用的温度输入，若启用热敏电阻通道，则需要使用增益、偏移和曲线缩放值将ADC读数转换为温度，若应用使用下拉菜单中的常见热敏电阻类型，选择该热敏电阻后，缩放值会自动填充，若不使用常见热敏电阻，选择“其他”并手动输入缩放值。
11. 警报配置：启用所需的警报条件，然后选择所需的警报阈值，电流相关的警报阈值会根据步骤7中的感测电阻选择进行缩放。
12. 过流检测：为应用选择过放电（OD）和短路（SC）检测设置，每个检测可独立于其他警报启用，然后选择阈值和延迟设置，阈值值会根据步骤7中的感测电阻选择进行缩放。
13. ALRT引脚极性：选择ALRT引脚的极性为高电平有效或低电平有效，若启用OD或SC比较器，ALRT引脚极性将强制为低电平有效。
14. 循环 + 老化预测：启用老化预测功能，然后选择老化预测功能的DeadTargetRatio和CycleStart，若启用老化预测，nVoltTemp和nSOC寄存器将用于存储老化预测信息，在步骤15中不可用。
15. 电池寿命记录：启用或禁用用于电池寿命记录的任何寄存器，未被老化预测使用且未选中的寄存器可用于步骤16中的通用数据存储，“每次保存的循环数”框设置IC记录电池历史信息的数据记录速率。
16. 通用数据存储：步骤1 - 15的配置选择决定了可用于通用数据存储的寄存器，用户可在任何非灰色寄存器位置输入所需数据。
17. 更改摘要：用户输入所有所需的非易失性配置设置后，步骤17中的表格显示新配置对非易失性内存设置的更改的颜色编码摘要，配置向导会自动将任何与备用默认值匹配的内存位置转换为通用数据存储，这可能会导致用户未选择的nNVCfg0到nNVCfg2寄存器发生变化，但不影响IC操作。
18. 更新IC并保存新配置：最后一步，用户可选择如何使用新配置，选项包括丢弃所有更改、写入配置影子RAM并重新启动固件以使更改生效、将新配置写入IC并烧录到非易失性内存中，然后重新启动IC以使更改生效，若IC已用完所有可用的配置副本，则最后一个选项不可用，此外，用户可将新配置选项存储到新的.INI文件中，以便轻松编程其他设备。

八、组件供应商与订购信息

1. 组件供应商

供应商	电话	网站
Murata Electronics North America, Inc.	770 - 436 - 1300	www.murata.com/en - us
TDK Corp.	847 - 803 - 6100	www.component.tdk.com
Vishay	402 - 563 - 6866	www.vishay.com

联系这些组件供应商时，请表明您正在使用MAX17201/MAX17205/MAX17211/MAX17215。

2. 订购信息

部件类型	描述
MAX17201GEVKIT#	评估套件
MAX17201XEVKIT#	评估套件
MAX17211GEVKIT#	评估套件
MAX17211XEVKIT#	评估套件

其中，“#”表示符合RoHS标准。

MAX17201/MAX17211评估套件为电子工程师提供了一个全面且便捷的工具，用于评估和配置锂电池电量计IC。通过详细了解套件的硬件和软件特性，以及掌握配置向导的使用方法，工程师们可以更准确地监测锂电池的电量状态，为电子设备的设计和开发提供有力支持。你在使用这个评估套件的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享。