面向便攜使用的智能電池管理考慮事項

面向便攜使用的智能電池管理考慮事項

智能電池管理系統的最大優勢之一，是為系統設計人員提供管理功率的可能性。使用從智能電池管理系統獲得的信息，可調整獲取電池狀態信息的靈巧度。例如，如果了解電池沒電了，就可讓管理系統提供滿負荷充電電流;一旦電池洋溢，則可提高系統靈巧度，以便非常準確地確定充電終止點(end-of-charge)。

智能電池管理的傳統辦法

傳統的智能電池管理辦法往往采用分立部件來實現使用。

通常采用一個模數轉換器(ADC)來將模擬功能轉換成數字格式。測量的物理參數(如電流、電壓和溫度)被轉換成數字格式;然后，經微控制器解決后，依據系統狀態做出決定。如果電壓超出規定范圍或需要維持在規定范圍內，所獲得的信息將被回傳給電池管理系統，以確保便攜設備能正常工作。

實現這個用途可采用分立ADC，其辨別率達12位，精度約1%。當進行電流或溫度測量時，也有同樣的解決過程。市面上提供現成的電流和溫度監視產品，可用于向ADC輸出正確的電流和溫度測量數值，ADC將輸入的信息轉換后就可提供給電池管理系統作進一步解決。解決后，作出的數字格式結論將被轉換成可用于控制某一外界物理參數(如導通充電電容或將系統切換到備用狀態)的模擬格式。當需要在使用進入睡眠模式前保存其狀態時，微控制器將在封閉系統前把使用的當前狀態保存到存儲器中，當重新喚醒系統時，保存的狀態將從存儲器提出，重新加載到使用系統中，從而使喚醒后的系統從當初退出的地點恢復運行。

一旦獲得電量信息，使用設備接下來就要依據某一預設的方案，決定采取某種必要的措施。使用作出的決定可能是讓閑置的設備進入睡眠模式以節省電能;也可能出于應急(如使用已超出某些預設極限)而封閉設備;或者，由于系統耗盡了功率，需要向其提供更多的電能。最后，使用作出的決定還可能是因系統已被切斷電源，需將其切換到備用狀態。通常采用成品微控制器來執行決定，然后將作出的決定轉換成模擬格式并輸出到系統。

如果用分立元件來實現智能電池管理系統的各種功能，視使用的復雜程度不同，可能增添數個器件。隨著系統功能的增加，系統器件數量增加了，系統的設計變得越來越復雜。即使如此，依然沒有處理系統功能變更或日后可能添加功能的問題，因而無法讓系統具有可延展性。雖然微控制器集成了某些功能，如內置了完成決定所需的模擬輸入、ADC和DAC、時鐘電路和CpU核，但就系統延展性而言，微控制器不具備支持這一要求所需的可編程性和靈活性。

采用可編程系統芯片(pSC)實現智能電池管理

圖1Fusion器件架構

處理智能電池管理問題的另一個辦法是采用具備功能集成度、靈活性和可延展性的平臺。可編程系統芯片(pSC)的使用越來越廣泛。由于具有可編程性和靈活性，這種芯片在那些需要日后升級的使用中越來越突出。理想的平臺應該是同時包括模擬和數字功能，并能以軟件解決器核的方式增加智能的平臺，這種平臺可能支持構建智能電池管理系統所需的所有功能。圖1所示的FusionpSC就是這樣的產品，具有模擬功能模塊，帶有多個模擬輸入，帶可配置輸入電壓范圍調節選項的12位ADC接口。該模擬模塊還具有監控電壓、電流和溫度的多項監控功能。pSC還包括實現喚醒和待機功能的數種時鐘功能。為pSC選配軟件解決器核，就可實現智能解決，從而控制系統進入睡眠模式，以及將其從睡眠模式喚醒。

充足利用pSC處理方案，就具備了緊跟電池技術和新興使用發展步伐所需的可編程性和靈活性，而且還能減小總體板卡尺寸。具備將數個分立元件和功能集成在一塊單芯片的能力，設計人員就能大幅減小板卡尺寸、功耗和成本，而這是采用分立元件所無法實現的。

結語

在選擇智能電池管理系統的實現方案時，應該確保該管理系統可讓用戶延長便攜設備的電池壽命，同時無需大的設計修改就能以較低成本實現日后升級。雖然傳統的成品部件可構成適當的處理方案，但是更新的技術可以提供更高的集成度和靈活性，應予以考慮作為可行的方案。智能電池管理將持續在便攜使用中扮演緊要角色，隨著新的選項技術問世，設計人員能夠更輕易地實現高效的處理方案。

圖2Fusion使用電路

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