正確選擇與應用好便攜式電子設備中電池技術(shù)

3.12 電池組電路描述

圖4(a)為可選用具有鑒定功能IC的典型的電池組應用電路。根據所使用電量檢測計IC的不同，電池組至少需要有三到四個(gè)外部終端。

VCC及BAT引腳會(huì )連到電池電壓，以便供電及測量電池電壓。電池接地端連接了一個(gè)電阻值較小的檢測電阻器，讓電量檢測計的高阻抗SRP及SRN輸入端能夠監控感測電阻兩端的電壓。通過(guò)流經(jīng)檢測電阻器的電流可用來(lái)判斷電池充入或釋放的電量。設計人員選擇檢測電阻值時(shí)必須考慮電阻兩端的電壓不能超過(guò)100mV，過(guò)低的電阻值可能會(huì )在電流較小時(shí)產(chǎn)生誤差。電路板布局必須確保從SRP及SRN到檢測電阻器的連接要盡可能靠近感測電阻端；換言之，它們應該是采用Kelvin連線(xiàn)。

HDQ引腳需要外部上拉電阻器，該電阻應位于主機或主應用端，這樣電量檢測計才能在電池組與便攜式設備連接斷開(kāi)時(shí)啟用睡眠功能。建議上拉電阻值選用10kΩ。

3.13 電池組鑒定

價(jià)格低廉的偽冒電池的問(wèn)題日益嚴重，這些電池可能不包含OEM廠(chǎng)商要求的安全保護電路。所以，真品電池組可包含圖4(a)所示的鑒定電路。當要鑒定電池時(shí)，主機向含有IC(bq26150，作用是循環(huán)冗余校驗(CRC))的電池組發(fā)出一個(gè)詢(xún)問(wèn)值(challenge)，電池組所含的CRC會(huì )根據這個(gè)詢(xún)問(wèn)值和，IC中內建的CRC多項式計算這個(gè)CRC值。CRC是基于主機的查詢(xún)命令與IC中秘密定義的CRC多項式完成的，主機也會(huì )進(jìn)行CRC值計算井與電池組的計算結果比較以確定鑒定是否成功。

一旦電池通過(guò)鑒定，bq26150則會(huì )發(fā)出指令以確保主機與電量檢測計之間的資料線(xiàn)路通訊正常。當電池連接中斷或重新連接時(shí)，整個(gè)鑒定過(guò)程將重復一次。

3.14 雙電池應用

圖4(b)為使用bq26500支持雙體鋰離子電池的典型應用電路。為了支持多顆電池，此電路增加一個(gè)可調穩壓器。電量檢測計的BAT引腳與最下面一節電池的負極相連，以完成可變電池組電壓的測量。

主機要能夠讀懂電量檢測計測量的可變電池組電壓，以確定放電結束閾值以及充電終止閾值。至於電量剩余狀態(tài)(Remaining Stateof Capacity)等，則不需要解讀就能直接使用。

上述bq2650x及bq27x00等電量檢測計提供電池制造商一個(gè)簡(jiǎn)單易用的選擇方案，該方案L[僅僅測量電池電壓要精確很多，這些電量檢測計可用於各種電池架構，并可支持電池鑒定及雙電池應用。

3.2 電量檢測算法應用舉例之二，能適用于各種通用電量計的新型IC。

當今不少制造廠(chǎng)商可提供種類(lèi)豐富的電量計IC，用戶(hù)可從中選取合適的功能器件，以?xún)?yōu)化產(chǎn)品的性?xún)r(jià)比。利用電量計貯測量的電池參數，這種分離式架構允許用戶(hù)在主機內定制電量計量算法．從而省去電池組內嵌處理器的成本。值此以Dallase semicconductor公司名為例的DS2762芯片作典型分析。一新型分離式電量計IC，其結構見(jiàn)圖5(a)所示。

DS2762應用特征 DS2762是一款單節鋰電池電量計與保護電路，集成于一片微小的2.46mm× 2.74mm倒裝片封裝。由于內部集成了用于電量檢測的高精密電阻，該款器件非常節省空間。它所具有的小尺寸和無(wú)可比擬的高集成度，對于移動(dòng)電話(huà)電池組及其它類(lèi)似的手持產(chǎn)品，如PDA等，都非常理想。集成的保護電路連續地監視電池的過(guò)壓、欠壓和過(guò)流故障(充電或放電期間)。不同于獨立的保護IC，DS2762允許主處理器監視/控制保護FET的導通狀態(tài)，這樣，可以通過(guò)DS2762的保護電路實(shí)現系統電源控制。DS2762也可以充電一個(gè)已深度消耗的電池，當電池電壓不足3V時(shí)，提供一條限制電流的恢復充電路徑。圖5(b)為由DS2762芯片構成所的完整的鋰電池組設計。

DS2762能夠精確監視電池電流、電壓和溫度，其動(dòng)態(tài)范圍與分辨率滿(mǎn)足任何通行的移動(dòng)通信產(chǎn)品的測試標準。測得的電流對內部產(chǎn)生的時(shí)基進(jìn)行積分，實(shí)現電量計量。通過(guò)實(shí)時(shí)、連續的自動(dòng)失調糾正，電量計量的精度得以提高。內置的檢測電阻消除了因制造工藝和溫度而造成的電阻變化，進(jìn)一步提高了電量計的精度。重要數據保存于32字節、可加鎖的EEPROM；16字節的SRAM用于保存動(dòng)態(tài)數據。與DS2762的所有通信均通過(guò)1-Wire、多節點(diǎn)通信接口進(jìn)行，最大限度減少了電池組與主機的連線(xiàn)。其主要特征為；單節鋰電池保護器；高精度電流(電量計量)、電壓和溫度測量；可選的集成25mΩ檢測電阻，每個(gè)DS2762經(jīng)過(guò)單獨微調；0V電池恢復充電；32字節可加鎖EEPROM，16字節SRAM，64位ROM；1-Wire，多節點(diǎn)，數字通信接口；支持多電池組電源管理，并通過(guò)保護FET實(shí)現系統電源控制；休眠模式下電源電流僅2μA(最大)；工作模式下電源電流為90μA (最大)；2.46mm×2.74mm倒裝片封裝或16引腳下SSOP封裝，兩者均可選擇帶或不帶檢測電阻；復具有備有*估板。

4、結論

應用好便攜式電子設備的電池技術(shù)是選擇鋰離子電池和鋰聚合物電池及其充電器的基礎。至于如何正確選擇，還必須視便攜式電子設備的具體要求而定。