智能電池供電的電源系統設計
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bq20240集成8位超低功耗的RISC CPU，遵循SBS1．1規范；可靈活配置2節到4節鋰電池；可對電壓、電流及溫度等參數編程；采用動態阻抗跟蹤電池電量的算法進行測量，測量精度可達1％；并采用SHA-1加密構架，提高了通信的可靠性和數據的安全性；具有靈活的工作模式，能在電池組庫存期間使芯片進入睡眠模式，以降低電池電量消耗。在系統設計時，根據電池組的充放電曲線，將電池組的工作參數寫入bq202 40的數據Flash中。
bq29330能夠實現電池過載、充電短路、放電短路保護、電池過／欠壓保護功能。電池過載、充電短路、放電短路時，bq29330根據內部配置自動關閉場效應管驅動。主機可通過通信接口監視和控制bq29330的狀態和參數(如電池平衡、電流保護級別等)。通過I2C接口使能電池均衡后，在充電過程中bq29330檢測每節電池的電壓，將較高電壓電池的電流部分分流，使它的充電速度比其他電池慢，以達到電池間充電時間的平衡；在放電過程中，增加較高電壓電池的有效負載，使它的放電速度比其他電池快，從而使每節電池的容量保持一致。
bq29412提供電池電壓二級保護功能，電池組中的每節電池均和芯片內部的參考電壓比較，只要有一節電池電壓達到過壓條件，就啟動保護流程；延時到設定時間后仍然過壓，輸出引腳產生一個低電平到高電平的跳變，推動外部連接的場效應管，熔斷保險絲，保證在過電壓狀態下電池組安全。
2．2 智能電池系統管理電路
智能電池系統管理電路實現直流輸入與智能電池組輸入之間、兩個智能電池組之間的電源路徑選擇，智能電池組的充電管理以及與主機系統之間的通信交互功能。選用Linear Technology公司的雙智能電池管理器芯片LTC1760作為智能電池系統管理電路的核心。以LTC1760為核心的智能電池系統管理電路如圖3所示。本文引用地址：http://www.104case.com/article/179511.htm
LTC1760是為使用雙路智能電池應用而設計的高度集成的3級電池充電器和選擇器，采用降壓開關拓撲，具有符合智能電池標準定義的多種功能和輸入限流、安全限制等新增功能。LTC1760的SMBus接口可以跟蹤電池的內部電壓和電流，同時允許一個外接的SMBus主機監控任意一個電池的狀態。通過SMBus接口，主機系統可獲知電池供電系統的工作狀態，例如電池組的電壓、電流、充電電壓、充電電流、電池告警狀態，以及使用的外接電源還是電池組供電等。LTC1760的充電精度由電池組內部的電壓、電流測量值決定，典型的測量精度誤差為±0．2％。雙電池系統通常采用順序放電方式放電，即先消耗電池組1的電量，再消耗電池組2的電量，通過這種方式來簡單地延長總的電池放電時間。而LTC1760采用專有的供電路徑架構支持兩路電池同時充電或放電。典型狀態下，可使電池供電時間延長10％，而充電時間可減少50％。LTC 1760能夠在10μs內在輸入電源之間切換，防止電池或外部電源遷移時供電中斷。電池的熱敏電阻可以用于監控電池的溫度和電池的連接狀態。
智能電池系統管理電路在設計中需確定5個關鍵參數：
①輸入限流電阻RCL。用于限制系統充電電流和負載電流之和，不超過外接電源適配器的額定電流。系統中，適配器選擇24 V、150 W，額定電流為6 A，RCL的電流ILIM=5．7 A，RCL選擇0．018 Ω／1 W的電阻。
②限流電阻RILIM。設定充電器可以供給電池的最大允許電流，任何超過這個限度的值都會被限定值所取代。
③匹配充電電流檢測電阻RSENSE。作用是讓充電器的滿標度電流與設置滿標度限流值同步。在本系統中充電最大電流設定為4 A，RILIM設定為開路，RSENSE使用0．025 Ω／1 W的電阻。
④限壓電阻RVLIM。用于設定充電器可輸出的5個限壓值中的一個，本系統中充電限制電壓設定為16．8 V，因此，RVLIM選擇33 kΩ的電阻。
⑤短路保護電阻RSC。用于設定電路短路保護啟動電流。系統中3個電源通路都由2個背對背的P溝道場效應管與短路檢測電阻RSC串聯。系統中選擇RSC=0．012 Ω／1 W。
經過智能電池系統管理電路電源路徑選擇后，+12 V電源產生電路的輸入端電壓：外接直流電供電時為+24 V。
2．3 +12 V產生電路
電池組供電時，電壓可從滿電時的+16．8 V逐漸下降到+11．6 V。因此，輸入電壓的變化范圍為+11．6～+24 V。如果使用單一的降壓變換電路產生+12 V電路，那么在電池供電過程中，當電池即將放空、電池電壓接近或低于12 V時，電路將不能正常工作。此時，電池仍有一定的電量未放出，不能充分利用電池的供電能力。若采用獨立的降壓一升壓或者升壓一降壓電路進行組合，則在輸入電壓高于+12 V的大部分
工作時間內，電源轉換的效率較低，而且電路復雜。本設計中采用SEPIC(Single-Ended Primary Inductance Converter，單端主電感變換器)電路，用LTC1871作為SEPIC控制器。這樣，無論在外接電源及電池組電壓大于12 V時，還是在電池供電后期，均能產生+12 V供電電壓。
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