正確選擇與應(yīng)用好便攜式電子設(shè)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(yīng)用電路。根據(jù)所使用電量檢測(cè)計(jì)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(cè)量電池電壓。電池接地端連接了一個(gè)電阻值較小的檢測(cè)電阻器，讓電量檢測(cè)計(jì)的高阻抗SRP及SRN輸入端能夠監(jiān)控感測(cè)電阻兩端的電壓。通過(guò)流經(jīng)檢測(cè)電阻器的電流可用來(lái)判斷電池充入或釋放的電量。設(shè)計(jì)人員選擇檢測(cè)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(cè)電阻器的連接要盡可能靠近感測(cè)電阻端；換言之，它們應(yīng)該是采用Kelvin連線。

HDQ引腳需要外部上拉電阻器，該電阻應(yīng)位于主機(jī)或主應(yīng)用端，這樣電量檢測(cè)計(jì)才能在電池組與便攜式設(shè)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(yán)重，這些電池可能不包含OEM廠商要求的安全保護(hù)電路。所以，真品電池組可包含圖4(a)所示的鑒定電路。當(dāng)要鑒定電池時(shí)，主機(jī)向含有IC(bq26150，作用是循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC))的電池組發(fā)出一個(gè)詢問(wèn)值(challenge)，電池組所含的CRC會(huì)根據(jù)這個(gè)詢問(wèn)值和，IC中內(nèi)建的CRC多項(xiàng)式計(jì)算這個(gè)CRC值。CRC是基于主機(jī)的查詢命令與IC中秘密定義的CRC多項(xiàng)式完成的，主機(jī)也會(huì)進(jìn)行CRC值計(jì)算井與電池組的計(jì)算結(jié)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(jī)與電量檢測(cè)計(jì)之間的資料線路通訊正常。當(dāng)電池連接中斷或重新連接時(shí)，整個(gè)鑒定過(guò)程將重復(fù)一次。

3.14 雙電池應(yīng)用

圖4(b)為使用bq26500支持雙體鋰離子電池的典型應(yīng)用電路。為了支持多顆電池，此電路增加一個(gè)可調(diào)穩(wěn)壓器。電量檢測(cè)計(jì)的BAT引腳與最下面一節(jié)電池的負(fù)極相連，以完成可變電池組電壓的測(cè)量。

主機(jī)要能夠讀懂電量檢測(cè)計(jì)測(cè)量的可變電池組電壓，以確定放電結(jié)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(cè)計(jì)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(cè)量電池電壓要精確很多，這些電量檢測(cè)計(jì)可用於各種電池架構(gòu)，并可支持電池鑒定及雙電池應(yīng)用。

3.2 電量檢測(cè)算法應(yīng)用舉例之二，能適用于各種通用電量計(jì)的新型IC。

當(dāng)今不少制造廠商可提供種類豐富的電量計(jì)IC，用戶可從中選取合適的功能器件，以優(yōu)化產(chǎn)品的性價(jià)比。利用電量計(jì)貯測(cè)量的電池參數(shù)，這種分離式架構(gòu)允許用戶在主機(jī)內(nèi)定制電量計(jì)量算法．從而省去電池組內(nèi)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(jì)IC，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5(a)所示。

DS2762應(yīng)用特征 DS2762是一款單節(jié)鋰電池電量計(jì)與保護(hù)電路，集成于一片微小的2.46mm× 2.74mm倒裝片封裝。由于內(nèi)部集成了用于電量檢測(cè)的高精密電阻，該款器件非常節(jié)省空間。它所具有的小尺寸和無(wú)可比擬的高集成度，對(duì)于移動(dòng)電話電池組及其它類似的手持產(chǎn)品，如PDA等，都非常理想。集成的保護(hù)電路連續(xù)地監(jiān)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(dú)立的保護(hù)IC，DS2762允許主處理器監(jiān)視/控制保護(hù)FET的導(dǎo)通狀態(tài)，這樣，可以通過(guò)DS2762的保護(hù)電路實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)電源控制。DS2762也可以充電一個(gè)已深度消耗的電池，當(dāng)電池電壓不足3V時(shí)，提供一條限制電流的恢復(fù)充電路徑。圖5(b)為由DS2762芯片構(gòu)成所的完整的鋰電池組設(shè)計(jì)。

DS2762能夠精確監(jiān)視電池電流、電壓和溫度，其動(dòng)態(tài)范圍與分辨率滿足任何通行的移動(dòng)通信產(chǎn)品的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。測(cè)得的電流對(duì)內(nèi)部產(chǎn)生的時(shí)基進(jìn)行積分，實(shí)現(xiàn)電量計(jì)量。通過(guò)實(shí)時(shí)、連續(xù)的自動(dòng)失調(diào)糾正，電量計(jì)量的精度得以提高。內(nèi)置的檢測(cè)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(jì)的精度。重要數(shù)據(jù)保存于32字節(jié)、可加鎖的EEPROM；16字節(jié)的SRAM用于保存動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。與DS2762的所有通信均通過(guò)1-Wire、多節(jié)點(diǎn)通信接口進(jìn)行，最大限度減少了電池組與主機(jī)的連線。其主要特征為；單節(jié)鋰電池保護(hù)器；高精度電流(電量計(jì)量)、電壓和溫度測(cè)量；可選的集成25mΩ檢測(cè)電阻，每個(gè)DS2762經(jīng)過(guò)單獨(dú)微調(diào)；0V電池恢復(fù)充電；32字節(jié)可加鎖EEPROM，16字節(jié)SRAM，64位ROM；1-Wire，多節(jié)點(diǎn)，數(shù)字通信接口；支持多電池組電源管理，并通過(guò)保護(hù)FET實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)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(cè)電阻；復(fù)具有備有*估板。

4、結(jié)論

應(yīng)用好便攜式電子設(shè)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(chǔ)。至于如何正確選擇，還必須視便攜式電子設(shè)備的具體要求而定。