面向便携使用的智能电池管理考虑事项

面向便携使用的智能电池管理考虑事项

智能电池管理系统的最大优势之一，是为系统设计人员提供管理功率的可能性。使用从智能电池管理系统获得的信息，可调整获取电池状态信息的灵巧度。例如，如果了解电池没电了，就可让管理系统提供满负荷充电电流;一旦电池洋溢，则可提高系统灵巧度，以便非常准确地确定充电终止点(end-of-charge)。

智能电池管理的传统办法

传统的智能电池管理办法往往采用分立部件来实现使用。

通常采用一个模数转换器(ADC)来将模拟功能转换成数字格式。测量的物理参数(如电流、电压和温度)被转换成数字格式;然后，经微控制器解决后，依据系统状态做出决定。如果电压超出规定范围或需要维持在规定范围内，所获得的信息将被回传给电池管理系统，以确保便携设备能正常工作。

实现这个用途可采用分立ADC，其辨别率达12位，精度约1%。当进行电流或温度测量时，也有同样的解决过程。市面上提供现成的电流和温度监视产品，可用于向ADC输出正确的电流和温度测量数值，ADC将输入的信息转换后就可提供给电池管理系统作进一步解决。解决后，作出的数字格式结论将被转换成可用于控制某一外界物理参数(如导通充电电容或将系统切换到备用状态)的模拟格式。当需要在使用进入睡眠模式前保存其状态时，微控制器将在封闭系统前把使用的当前状态保存到存储器中，当重新唤醒系统时，保存的状态将从存储器提出，重新加载到使用系统中，从而使唤醒后的系统从当初退出的地点恢复运行。

一旦获得电量信息，使用设备接下来就要依据某一预设的方案，决定采取某种必要的措施。使用作出的决定可能是让闲置的设备进入睡眠模式以节省电能;也可能出于应急(如使用已超出某些预设极限)而封闭设备;或者，由于系统耗尽了功率，需要向其提供更多的电能。最后，使用作出的决定还可能是因系统已被切断电源，需将其切换到备用状态。通常采用成品微控制器来执行决定，然后将作出的决定转换成模拟格式并输出到系统。

如果用分立元件来实现智能电池管理系统的各种功能，视使用的复杂程度不同，可能增添数个器件。随着系统功能的增加，系统器件数量增加了，系统的设计变得越来越复杂。即使如此，依然没有处理系统功能变更或日后可能添加功能的问题，因而无法让系统具有可延展性。虽然微控制器集成了某些功能，如内置了完成决定所需的模拟输入、ADC和DAC、时钟电路和CpU核，但就系统延展性而言，微控制器不具备支持这一要求所需的可编程性和灵活性。

采用可编程系统芯片(pSC)实现智能电池管理

图1Fusion器件架构

处理智能电池管理问题的另一个办法是采用具备功能集成度、灵活性和可延展性的平台。可编程系统芯片(pSC)的使用越来越广泛。由于具有可编程性和灵活性，这种芯片在那些需要日后升级的使用中越来越突出。理想的平台应该是同时包括模拟和数字功能，并能以软件解决器核的方式增加智能的平台，这种平台可能支持构建智能电池管理系统所需的所有功能。图1所示的FusionpSC就是这样的产品，具有模拟功能模块，带有多个模拟输入，带可配置输入电压范围调节选项的12位ADC接口。该模拟模块还具有监控电压、电流和温度的多项监控功能。pSC还包括实现唤醒和待机功能的数种时钟功能。为pSC选配软件解决器核，就可实现智能解决，从而控制系统进入睡眠模式，以及将其从睡眠模式唤醒。

充足利用pSC处理方案，就具备了紧跟电池技术和新兴使用发展步伐所需的可编程性和灵活性，而且还能减小总体板卡尺寸。具备将数个分立元件和功能集成在一块单芯片的能力，设计人员就能大幅减小板卡尺寸、功耗和成本，而这是采用分立元件所无法实现的。

结语

在选择智能电池管理系统的实现方案时，应该确保该管理系统可让用户延长便携设备的电池寿命，同时无需大的设计修改就能以较低成本实现日后升级。虽然传统的成品部件可构成适当的处理方案，但是更新的技术可以提供更高的集成度和灵活性，应予以考虑作为可行的方案。智能电池管理将持续在便携使用中扮演紧要角色，随着新的选项技术问世，设计人员能够更轻易地实现高效的处理方案。

图2Fusion使用电路

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