面向便攜應用的智能電池管理考慮事項(08-100)

　　智能電池管理系統(tǒng)的最大優(yōu)點之一，是為系統(tǒng)設計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，可調整獲取電池狀態(tài)信息的靈敏度。例如，如果知道電池沒電了，就可讓管理系統(tǒng)提供滿負荷充電電流;一旦電池充滿，則可提高系統(tǒng)靈敏度，以便非常準確地確定充電終止點 (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實現(xiàn)應用。

　　通常采用一個模數(shù)轉換器 (ADC) 來將模擬功能轉換成數(shù)字格式。測量的物理參數(shù)(如電流、電壓和溫度) 被轉換成數(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，所獲得的信息將被回傳給電池管理系統(tǒng)，以確保便攜設備能正常工作。

　　實現(xiàn)這個用途可采用分立 ADC，其分辨率達 12 位，精度約 1%。當進行電流或溫度測量時，也有同樣的處理過程。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量數(shù)值，ADC 將輸入的信息轉換后就可提供給電池管理系統(tǒng)作進一步處理。處理后，作出的數(shù)字格式結論將被轉換成可用于控制某一外界物理參數(shù) (如導通充電電容或將系統(tǒng)切換到備用狀態(tài)) 的模擬格式。當需要在應用進入睡眠模式前保存其狀態(tài)時，微控制器將在關閉系統(tǒng)前把應用的當前狀態(tài)保存到存儲器中，當重新喚醒系統(tǒng)時，保存的狀態(tài)將從存儲器提出，重新加載到應用系統(tǒng)中，從而使喚醒后的系統(tǒng)從當初退出的地點恢復運行。

　　一旦獲得電量信息，應用設備接下來就要根據(jù)某一預設的方案，決定采取某種必要的措施。應用作出的決定可能是讓閑置的設備進入睡眠模式以節(jié)省電能;也可能出于應急 (如應用已超出某些預設極限) 而關閉設備;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執(zhí)行決定，然后將作出的決定轉換成模擬格式并輸出到系統(tǒng)。

　　如果用分立元件來實現(xiàn)智能電池管理系統(tǒng)的各種功能，視應用的復雜程度不同，可能增添數(shù)個器件。隨著系統(tǒng)功能的增加，系統(tǒng)器件數(shù)量增加了，系統(tǒng)的設計變得越來越復雜。即使如此，仍然沒有解決系統(tǒng)功能變更或日后可能添加功能的問題，因而無法讓系統(tǒng)具有可延展性。雖然微控制器集成了某些功能，如內置了完成決定所需的模擬輸入、ADC 和 DAC、時鐘電路和 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) 實現(xiàn)智能電池管理

　　圖 1 Fusion器件架構