智能电池供电的电源系统设计
bq20240集成8位超低功耗的RISC CPU，遵循SBS1．1规范；可灵活配置2节到4节锂电池；可对电压、电流及温度等参数编程；采用动态阻抗跟踪电池电量的算法进行测量，测量精度可达1％；并采用SHA-1加密构架，提高了通信的可靠性和数据的安全性；具有灵活的工作模式，能在电池组库存期间使芯片进入睡眠模式，以降低电池电量消耗。在系统设计时，根据电池组的充放电曲线，将电池组的工作参数写入bq202 40的数据Flash中。
bq29330能够实现电池过载、充电短路、放电短路保护、电池过／欠压保护功能。电池过载、充电短路、放电短路时，bq29330根据内部配置自动关闭场效应管驱动。主机可通过通信接口监视和控制bq29330的状态和参数(如电池平衡、电流保护级别等)。通过I2C接口使能电池均衡后，在充电过程中bq29330检测每节电池的电压，将较高电压电池的电流部分分流，使它的充电速度比其他电池慢，以达到电池间充电时间的平衡；在放电过程中，增加较高电压电池的有效负载，使它的放电速度比其他电池快，从而使每节电池的容量保持一致。
bq29412提供电池电压二级保护功能，电池组中的每节电池均和芯片内部的参考电压比较，只要有一节电池电压达到过压条件，就启动保护流程；延时到设定时间后仍然过压，输出引脚产生一个低电平到高电平的跳变，推动外部连接的场效应管，熔断保险丝，保证在过电压状态下电池组安全。
2．2 智能电池系统管理电路
智能电池系统管理电路实现直流输入与智能电池组输入之间、两个智能电池组之间的电源路径选择，智能电池组的充电管理以及与主机系统之间的通信交互功能。选用Linear Technology公司的双智能电池管理器芯片LTC1760作为智能电池系统管理电路的核心。以LTC1760为核心的智能电池系统管理电路如图3所示。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/179511.htm
LTC1760是为使用双路智能电池应用而设计的高度集成的3级电池充电器和选择器，采用降压开关拓扑，具有符合智能电池标准定义的多种功能和输入限流、安全限制等新增功能。LTC1760的SMBus接口可以跟踪电池的内部电压和电流，同时允许一个外接的SMBus主机监控任意一个电池的状态。通过SMBus接口，主机系统可获知电池供电系统的工作状态，例如电池组的电压、电流、充电电压、充电电流、电池告警状态，以及使用的外接电源还是电池组供电等。LTC1760的充电精度由电池组内部的电压、电流测量值决定，典型的测量精度误差为±0．2％。双电池系统通常采用顺序放电方式放电，即先消耗电池组1的电量，再消耗电池组2的电量，通过这种方式来简单地延长总的电池放电时间。而LTC1760采用专有的供电路径架构支持两路电池同时充电或放电。典型状态下，可使电池供电时间延长10％，而充电时间可减少50％。LTC 1760能够在10μs内在输入电源之间切换，防止电池或外部电源迁移时供电中断。电池的热敏电阻可以用于监控电池的温度和电池的连接状态。
智能电池系统管理电路在设计中需确定5个关键参数：
①输入限流电阻RCL。用于限制系统充电电流和负载电流之和，不超过外接电源适配器的额定电流。系统中，适配器选择24 V、150 W，额定电流为6 A，RCL的电流ILIM=5．7 A，RCL选择0．018 Ω／1 W的电阻。
②限流电阻RILIM。设定充电器可以供给电池的最大允许电流，任何超过这个限度的值都会被限定值所取代。
③匹配充电电流检测电阻RSENSE。作用是让充电器的满标度电流与设置满标度限流值同步。在本系统中充电最大电流设定为4 A，RILIM设定为开路，RSENSE使用0．025 Ω／1 W的电阻。
④限压电阻RVLIM。用于设定充电器可输出的5个限压值中的一个，本系统中充电限制电压设定为16．8 V，因此，RVLIM选择33 kΩ的电阻。
⑤短路保护电阻RSC。用于设定电路短路保护启动电流。系统中3个电源通路都由2个背对背的P沟道场效应管与短路检测电阻RSC串联。系统中选择RSC=0．012 Ω／1 W。
经过智能电池系统管理电路电源路径选择后，+12 V电源产生电路的输入端电压：外接直流电供电时为+24 V。
2．3 +12 V产生电路
电池组供电时，电压可从满电时的+16．8 V逐渐下降到+11．6 V。因此，输入电压的变化范围为+11．6～+24 V。如果使用单一的降压变换电路产生+12 V电路，那么在电池供电过程中，当电池即将放空、电池电压接近或低于12 V时，电路将不能正常工作。此时，电池仍有一定的电量未放出，不能充分利用电池的供电能力。若采用独立的降压一升压或者升压一降压电路进行组合，则在输入电压高于+12 V的大部分
工作时间内，电源转换的效率较低，而且电路复杂。本设计中采用SEPIC(Single-Ended Primary Inductance Converter，单端主电感变换器)电路，用LTC1871作为SEPIC控制器。这样，无论在外接电源及电池组电压大于12 V时，还是在电池供电后期，均能产生+12 V供电电压。
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