應(yīng)用好便攜式電子設(shè)備的電池技術(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)所使用電量檢測計IC的不同，電池組至少需要有三到四個外部終端。

　　VCC及BAT引腳會連到電池電壓，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(jiān)控感測電阻兩端的電壓。通過流經(jīng)檢測電阻器的電流可用來判斷電池充入或釋放的電量。設(shè)計人員選擇檢測電阻值時必須考慮電阻兩端的電壓不能超過100mV，過低的電阻值可能會在電流較小時產(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(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)位于主機或主應(yīng)用端，這樣電量檢測計才能在電池組與便攜式設(shè)備連接斷開時啟用睡眠功能。建議上拉電阻值選用10kΩ。

　　3.13 電池組鑒定

　　價格低廉的偽冒電池的問題日益嚴(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，主機向含有IC(bq26150，作用是循環(huán)冗余校驗(CRC))的電池組發(fā)出一個詢問值(challenge)，電池組所含的CRC會根據(jù)這個詢問值和，IC中內(nèi)建的CRC多項式計算這個CRC值。CRC是基于主機的查詢命令與IC中秘密定義的CRC多項式完成的，主機也會進行CRC值計算井與電池組的計算結(jié)果比較以確定鑒定是否成功。

　　一旦電池通過鑒定，bq26150則會發(fā)出指令以確保主機與電量檢測計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，整個鑒定過程將重復(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，此電路增加一個可調(diào)穩(wěn)壓器。電量檢測計的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(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等電量檢測計提供電池制造商一個簡單易用的選擇方案，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(gòu)，并可支持電池鑒定及雙電池應(yīng)用。

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

　　當(dāng)今不少制造廠商可提供種類豐富的電量計IC，用戶可從中選取合適的功能器件，以優(yōu)化產(chǎn)品的性價比。利用電量計貯測量的電池參數(shù)，這種分離式架構(gòu)允許用戶在主機內(nèi)定制電量計量算法．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IC，其結(jié)構(gòu)見圖5(a)所示。

　　DS2762應(yīng)用特征 DS2762是一款單節(jié)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(nèi)部集成了用于電量檢測的高精密電阻，該款器件非常節(jié)省空間。它所具有的小尺寸和無可比擬的高集成度，對于移動電話電池組及其它類似的手持產(chǎn)品，如PDA等，都非常理想。集成的保護電路連續(xù)地監(jiān)視電池的過壓、欠壓和過流故障(充電或放電期間)。不同于獨立的保護IC，DS2762允許主處理器監(jiān)視/控制保護FET的導(dǎo)通狀態(tài)，這樣，可以通過DS2762的保護電路實現(xiàn)系統(tǒng)電源控制。DS2762也可以充電一個已深度消耗的電池，當(dāng)電池電壓不足3V時，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。

　　DS2762能夠精確監(jiān)視電池電流、電壓和溫度，其動態(tài)范圍與分辨率滿足任何通行的移動通信產(chǎn)品的測試標(biāo)準(zhǔn)。測得的電流對內(nèi)部產(chǎn)生的時基進行積分，實現(xiàn)電量計量。通過實時、連續(xù)的自動失調(diào)糾正，電量計量的精度得以提高。內(nèi)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，進一步提高了電量計的精度。重要數(shù)據(jù)保存于32字節(jié)、可加鎖的EEPROM；16字節(jié)的SRAM用于保存動態(tài)數(shù)據(jù)。與DS2762的所有通信均通過1-Wire、多節(jié)點通信接口進行，最大限度減少了電池組與主機的連線。其主要特征為；單節(jié)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DS2762經(jīng)過單獨微調(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，數(shù)字通信接口；支持多電池組電源管理，并通過保護FET實現(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電阻；復(fù)具有備有評估板。

　　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。