面向便攜應(yīng)用的智能電池管理考慮事項(xiàng)(08-100)

　　智能電池管理系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)之一，是為系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員提供管理功率的可能性。使用從智能電池管理系統(tǒng)獲得的信息，可調(diào)整獲取電池狀態(tài)信息的靈敏度。例如，如果知道電池沒(méi)電了，就可讓管理系統(tǒng)提供滿(mǎn)負(fù)荷充電電流;一旦電池充滿(mǎn)，則可提高系統(tǒng)靈敏度，以便非常準(zhǔn)確地確定充電終止點(diǎn) (end-of-charge)。

　　智能電池管理的傳統(tǒng)方法

　　傳統(tǒng)的智能電池管理方法往往采用分立部件來(lái)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。

　　通常采用一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 來(lái)將模擬功能轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式。測(cè)量的物理參數(shù)(如電流、電壓和溫度) 被轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式;然后，經(jīng)微控制器處理后，根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)做出決定。如果電壓超出規(guī)定范圍或需要維持在規(guī)定范圍內(nèi)，所獲得的信息將被回傳給電池管理系統(tǒng)，以確保便攜設(shè)備能正常工作。

　　實(shí)現(xiàn)這個(gè)用途可采用分立 ADC，其分辨率達(dá) 12 位，精度約 1%。當(dāng)進(jìn)行電流或溫度測(cè)量時(shí)，也有同樣的處理過(guò)程。市面上提供現(xiàn)成的電流和溫度監(jiān)視產(chǎn)品，可用于向 ADC 輸出正確的電流和溫度測(cè)量數(shù)值，ADC 將輸入的信息轉(zhuǎn)換后就可提供給電池管理系統(tǒng)作進(jìn)一步處理。處理后，作出的數(shù)字格式結(jié)論將被轉(zhuǎn)換成可用于控制某一外界物理參數(shù) (如導(dǎo)通充電電容或?qū)⑾到y(tǒng)切換到備用狀態(tài)) 的模擬格式。當(dāng)需要在應(yīng)用進(jìn)入睡眠模式前保存其狀態(tài)時(shí)，微控制器將在關(guān)閉系統(tǒng)前把應(yīng)用的當(dāng)前狀態(tài)保存到存儲(chǔ)器中，當(dāng)重新喚醒系統(tǒng)時(shí)，保存的狀態(tài)將從存儲(chǔ)器提出，重新加載到應(yīng)用系統(tǒng)中，從而使喚醒后的系統(tǒng)從當(dāng)初退出的地點(diǎn)恢復(fù)運(yùn)行。

　　一旦獲得電量信息，應(yīng)用設(shè)備接下來(lái)就要根據(jù)某一預(yù)設(shè)的方案，決定采取某種必要的措施。應(yīng)用作出的決定可能是讓閑置的設(shè)備進(jìn)入睡眠模式以節(jié)省電能;也可能出于應(yīng)急 (如應(yīng)用已超出某些預(yù)設(shè)極限) 而關(guān)閉設(shè)備;或者，由于系統(tǒng)耗盡了功率，需要向其提供更多的電能。最后，應(yīng)用作出的決定還可能是因系統(tǒng)已被切斷電源，需將其切換到備用狀態(tài)。通常采用成品微控制器來(lái)執(zhí)行決定，然后將作出的決定轉(zhuǎn)換成模擬格式并輸出到系統(tǒng)。

　　如果用分立元件來(lái)實(shí)現(xiàn)智能電池管理系統(tǒng)的各種功能，視應(yīng)用的復(fù)雜程度不同，可能增添數(shù)個(gè)器件。隨著系統(tǒng)功能的增加，系統(tǒng)器件數(shù)量增加了，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變得越來(lái)越復(fù)雜。即使如此，仍然沒(méi)有解決系統(tǒng)功能變更或日后可能添加功能的問(wèn)題，因而無(wú)法讓系統(tǒng)具有可延展性。雖然微控制器集成了某些功能，如內(nèi)置了完成決定所需的模擬輸入、ADC 和 DAC、時(shí)鐘電路和 CPU 核，但就系統(tǒng)延展性而言，微控制器不具備支持這一要求所需的可編程性和靈活性。

　　采用可編程系統(tǒng)芯片 (PSC) 實(shí)現(xiàn)智能電池管理

　　圖 1 Fusion器件架構(gòu)