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(qū)

當設計一個采用二次電池作為電源的應用時，在產品設計階段就進行充電系統(tǒng)的計劃至關重要。這個問題常常在系統(tǒng)開發(fā)后期才引起重視，從而導致系統(tǒng)性能低下，因為此時必須要做出很多妥協(xié)。分區(qū)很重要，因為每個模塊在充電系統(tǒng)中的位置往往會影響IC和電路的選擇，還會影響這些模塊如何互動。初期計劃的內容包括列明電池電源的系統(tǒng)需求。在選擇電池化學類型時，實際尺寸、重量要求、運行時間和存儲溫度范圍等指標都很重要，表2將最常見的化學電池作了小結。

決定電池組配置的因素有：最小/最大和標稱電壓值、充電電流、放電電流以及滿足運行時要求的充電容量。絕大多數(shù)系統(tǒng)都需要充電，但是也有少數(shù)特殊系統(tǒng)例外。充電器是置于系統(tǒng)中、電池組中還是系統(tǒng)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(tǒng)中，但對于可拆卸電池組來說就不方便了，尤其是當用戶擁有多個電池組時。有些設備會同時具備系統(tǒng)內置充電器和一個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(tǒng)內外都可以充電。電池和系統(tǒng)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重要方面的比較。

下面討論是否需要電量計量。為了延長電池組壽命，電量計量可為系統(tǒng)提供任何工作條件下的精確電池信息。它能實現(xiàn)動態(tài)電源管理，是性能優(yōu)良的電池管理系統(tǒng)的核心。這其中的一個重要因素是電量計和系統(tǒng)之間采用什么樣的通信接口來交換信息。可以使用雙線接口和單線接口。當然，如果系統(tǒng)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)議與電量計進行通訊。如果電池組是可拆卸的，電量計是置于系統(tǒng)內還是電池組內則成為一個重要因素。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。對于有多個可拆卸電池組的系統(tǒng)，電量計內置于系統(tǒng)中無法記錄上述信息。另一個重要的考慮因素是電池信息是包含在系統(tǒng)顯示內容中還是會單獨顯示，或者兩者都有。有些可拆卸電池組包含一個小型充電狀態(tài)顯示器，從而不必將電池插入系統(tǒng)來查看剩余電量。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行安全操作是非常重要的。如果電池具備驗證功能，系統(tǒng)對無法識別的電池會做出反應。系統(tǒng)的某些部分，如充電部分，可以被關閉，也可使整個系統(tǒng)斷電。電池管理系統(tǒng)的設計有多種選擇，應認真考慮實現(xiàn)哪些電池管理模塊，以及每個模塊的功能在系統(tǒng)中如何劃分。早做計劃將有助于為系統(tǒng)打下一個好的電源基礎。

優(yōu)化

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

總結

電池提供的電源為系統(tǒng)帶來活力。好的電池管理對用戶來說應該是“無縫”的，而且它是愉悅的產品使用體驗的基礎。電池管理不佳將使產品成功成為泡影。作為系統(tǒng)如此重要的一個組成部分，電池管理應該被充分了解，并提前計劃和進行優(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現(xiàn)。線性和開關充電器可以用于在電池組外部充電。線性充電器僅支持鋰電池，而開關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可實現(xiàn)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的電池管理專門技術，理想的電池管理系統(tǒng)將為產品的成功奠定基礎。