準(zhǔn)確了解手機(jī)電池的剩余電量

    使用便攜式電子產(chǎn)品，能夠隨時(shí)知道電池所剩電量，工作時(shí)間，并且據(jù)此調(diào)節(jié)應(yīng)用，無(wú)疑是一個(gè)非常方便的事情，尤其是使用智能手機(jī)或者PDA手機(jī)的商務(wù)人士。電池電量檢測(cè)技術(shù)在筆記本電腦中已經(jīng)屢見(jiàn)不鮮，多數(shù)筆記本電腦都有電源管理的選項(xiàng)，提供不同的電源工作模式以及電池報(bào)警功能。但是在更加小型化的便攜產(chǎn)品市場(chǎng)，這一技術(shù)還不多見(jiàn)。
    便攜式產(chǎn)品提供的功能越來(lái)越紛繁，用戶日益需要準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)電池電量，以便靈活管理可用電源，明確顯示剩余工作時(shí)間，盡可能延長(zhǎng)系統(tǒng)運(yùn)行。現(xiàn)在大多數(shù)手機(jī)采用的電量測(cè)量方法還比較簡(jiǎn)單，缺乏精確度。據(jù)TI公司負(fù)責(zé)便攜式電源產(chǎn)品的工程師何信龍介紹，目前主流的檢測(cè)方法是簡(jiǎn)單測(cè)量電池電壓，再除以4或5，也就是通常能在手機(jī)屏幕上看見(jiàn)的4格或者5格的電量Bar，所以每格的精確度即是20%或者25%，當(dāng)電池電壓到達(dá)2.9V-2.7V時(shí)就會(huì)關(guān)閉電源。何信龍指出雖然手機(jī)電池的工作電壓在2.9V-4.2V之間，但通常情況下的穩(wěn)定工作電壓范圍是3.6V-3.8V，在這范圍之外的電池放電速度都是非常的快，不能夠維持足夠的工作時(shí)間。
    當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)的電量檢測(cè)方法是通過(guò)庫(kù)侖計(jì)算法（Coulomb Counting）檢測(cè)電流、電壓以及溫度，并集成一定時(shí)間的電流。這種方法還需和電池芯廠商合作，通過(guò)靜態(tài)建模技術(shù)根據(jù)電池的放電率、溫度和老化程度進(jìn)行補(bǔ)償，對(duì)自放電速率和其它不可測(cè)量的電流進(jìn)行建模。由于模型本身就存在誤差，且很難進(jìn)行最小化，因此用戶很難準(zhǔn)確了解電池的老化程度和實(shí)際運(yùn)行時(shí)間，只能依靠以往使用經(jīng)驗(yàn)來(lái)彌補(bǔ)。
    將電池電量檢測(cè)技術(shù)引進(jìn)到手機(jī)中可以準(zhǔn)確測(cè)量單節(jié)鋰離子電池的數(shù)據(jù)，以便在各種條件下（甚至是電池老化）測(cè)算出剩余電池電量。TI的Impedance Track(阻抗跟蹤)技術(shù)2年來(lái)已經(jīng)成功應(yīng)用在筆記本市場(chǎng)，日前TI推出用于單節(jié)電池的電量檢測(cè)芯片bq27500，用于手機(jī)。這款微小型 IC 能通過(guò)比較電池電壓、電池阻抗或電阻，以及電流積分，準(zhǔn)確分析充電狀態(tài)，根據(jù)測(cè)算的放電曲線上調(diào)或下調(diào)剩余充電狀態(tài)。
    bq27500是應(yīng)用在系統(tǒng)側(cè)的芯片，可在主機(jī)系統(tǒng)的電路板上使用，支持嵌入式或可拆卸電池。何信龍指出系統(tǒng)側(cè)實(shí)施方案的優(yōu)勢(shì)是不需要在電池上集成電子元件，可以有效控制電池的體積和成本，而且還能控制與管理其它主要電池管理功能，例如電池組認(rèn)證（這是手機(jī)廠商針對(duì)用于自己品牌產(chǎn)品的貼牌電池實(shí)施的性能認(rèn)證）等。

圖 bq27500電量檢測(cè)計(jì)預(yù)測(cè)電池放電曲線
 
    高精確度的電池?cái)?shù)據(jù)對(duì)于手機(jī)的應(yīng)用處理器是極大的幫助，應(yīng)用處理器可以根據(jù)數(shù)據(jù)優(yōu)化系統(tǒng)的完整移動(dòng)電源操作系統(tǒng)。例如，可充分發(fā)揮多種功能優(yōu)勢(shì)，低功耗模式、時(shí)鐘門(mén)控、時(shí)鐘節(jié)流 (clock throttling) 以及動(dòng)態(tài)電壓與基于電池電量的頻率縮放等。能夠提供儲(chǔ)電報(bào)警功能 (reserve energy warning)的電量檢測(cè)芯片在電池放電結(jié)束時(shí)，系統(tǒng)可將數(shù)據(jù)保存至非易失存儲(chǔ)器中，從而避免了因?yàn)殡姵仉娏亢谋M而造成的工作損失。這對(duì)于使用Microsoft Mobile Office這類應(yīng)用的智能電話用戶至關(guān)重要。
    隨著定位取巧的UMD（Ultra Mobile Device）和UMPC的紅火，便攜產(chǎn)品和筆記本電腦的界限越來(lái)越模糊，電池電源可靠性的提高無(wú)疑是在鼓勵(lì)人們更多地帶著便攜產(chǎn)品出行，而不必總是背著筆記本電腦。