用于便攜設備的電池管理解決方案

模塊圖如下：

計劃與分區

當設計一個(gè)采用二次電池作為電源的應用時(shí)，在產(chǎn)品設計階段就進(jìn)行充電系統的計劃至關(guān)重要。這個(gè)問(wèn)題常常在系統開(kāi)發(fā)后期才引起重視，從而導致系統性能低下，因為此時(shí)必須要做出很多妥協(xié)。分區很重要，因為每個(gè)模塊在充電系統中的位置往往會(huì )影響IC和電路的選擇，還會(huì )影響這些模塊如何互動(dòng)。初期計劃的內容包括列明電池電源的系統需求。在選擇電池化學(xué)類(lèi)型時(shí)，實(shí)際尺寸、重量要求、運行時(shí)間和存儲溫度范圍等指標都很重要，表2將最常見(jiàn)的化學(xué)電池作了小結。

決定電池組配置的因素有：最小/最大和標稱(chēng)電壓值、充電電流、放電電流以及滿(mǎn)足運行時(shí)要求的充電容量。絕大多數系統都需要充電，但是也有少數特殊系統例外。充電器是置于系統中、電池組中還是系統外也是一項重要的考慮事項。嵌入式電池可以將充電器置于系統中，但對于可拆卸電池組來(lái)說(shuō)就不方便了，尤其是當用戶(hù)擁有多個(gè)電池組時(shí)。有些設備會(huì )同時(shí)具備系統內置充電器和一個(gè)可選用的外置充電器。將充電器內置于電池組中可以使電池組在系統內外都可以充電。電池和系統的要求決定了充電器的拓撲。表3所示為兩種常用充電器在幾個(gè)重要方面的比較。

下面討論是否需要電量計量。為了延長(cháng)電池組壽命，電量計量可為系統提供任何工作條件下的精確電池信息。它能實(shí)現動(dòng)態(tài)電源管理，是性能優(yōu)良的電池管理系統的核心。這其中的一個(gè)重要因素是電量計和系統之間采用什么樣的通信接口來(lái)交換信息?？梢允褂秒p線(xiàn)接口和單線(xiàn)接口。當然，如果系統的其他部分已經(jīng)采用了某種通信協(xié)議，建議采用相同的協(xié)議與電量計進(jìn)行通訊。如果電池組是可拆卸的，電量計是置于系統內還是電池組內則成為一個(gè)重要因素。如果需要保存保修所需的歷史資料和使用信息，將電量計置于電池組內是最佳選擇。對于有多個(gè)可拆卸電池組的系統，電量計內置于系統中無(wú)法記錄上述信息。另一個(gè)重要的考慮因素是電池信息是包含在系統顯示內容中還是會(huì )單獨顯示，或者兩者都有。有些可拆卸電池組包含一個(gè)小型充電狀態(tài)顯示器，從而不必將電池插入系統來(lái)查看剩余電量。最后，如果電池組有保護電路，那么可以用單獨的安全IC、電量計，或者兩者共同負責電池的二次保護。

按照電池供應商的建議進(jìn)行安全操作是非常重要的。如果電池具備驗證功能，系統對無(wú)法識別的電池會(huì )做出反應。系統的某些部分，如充電部分，可以被關(guān)閉，也可使整個(gè)系統斷電。電池管理系統的設計有多種選擇，應認真考慮實(shí)現哪些電池管理模塊，以及每個(gè)模塊的功能在系統中如何劃分。早做計劃將有助于為系統打下一個(gè)好的電源基礎。

優(yōu)化

為達到最佳系統性能，應在優(yōu)化充電操作上花些心思。對于發(fā)現并糾正可能降低系統性能和用戶(hù)體驗的缺陷，進(jìn)行系統內部測試是很重要的。系統內部測試包括：確保系統在預期的溫度和放電速率下達到性能要求;確定哪些是用戶(hù)需要的信息，并以一種全面而易于理解的方式顯示出來(lái)。

總結

電池提供的電源為系統帶來(lái)活力。好的電池管理對用戶(hù)來(lái)說(shuō)應該是“無(wú)縫”的，而且它是愉悅的產(chǎn)品使用體驗的基礎。電池管理不佳將使產(chǎn)品成功成為泡影。作為系統如此重要的一個(gè)組成部分，電池管理應該被充分了解，并提前計劃和進(jìn)行優(yōu)化。采用Microchip的電池管理器件和算法，所有電池管理功能都可在不同的拓撲中實(shí)現。線(xiàn)性和開(kāi)關(guān)充電器可以用于在電池組外部充電。線(xiàn)性充電器僅支持鋰電池，而開(kāi)關(guān)模式充電控制器含有為鋰離子、鎳電池和鉛酸電池充電的算法。使用電量計IC可實(shí)現電池組內置充電控制。Microchip的電量計IC包括多種算法，可精確進(jìn)行鎳電池或鋰電池的電量計量、充電控制和冗余保護。憑借完善的計劃、良好的設計，加上Microchip的電池管理專(zhuān)門(mén)技術(shù)，理想的電池管理系統將為產(chǎn)品的成功奠定基礎。