用于便携设备的电池管理解决方案

模块图如下：

计划与分区

当设计一个采用二次电池作为电源的应用时，在产品设计阶段就进行充电系统的计划至关重要。这个问题常常在系统开发后期才引起重视，从而导致系统性能低下，因为此时必须要做出很多妥协。分区很重要，因为每个模块在充电系统中的位置往往会影响IC和电路的选择，还会影响这些模块如何互动。初期计划的内容包括列明电池电源的系统需求。在选择电池化学类型时，实际尺寸、重量要求、运行时间和存储温度范围等指标都很重要，表2将最常见的化学电池作了小结。

决定电池组配置的因素有：最小/最大和标称电压值、充电电流、放电电流以及满足运行时要求的充电容量。绝大多数系统都需要充电，但是也有少数特殊系统例外。充电器是置于系统中、电池组中还是系统外也是一项重要的考虑事项。嵌入式电池可以将充电器置于系统中，但对于可拆卸电池组来说就不方便了，尤其是当用户拥有多个电池组时。有些设备会同时具备系统内置充电器和一个可选用的外置充电器。将充电器内置于电池组中可以使电池组在系统内外都可以充电。电池和系统的要求决定了充电器的拓扑。表3所示为两种常用充电器在几个重要方面的比较。

下面讨论是否需要电量计量。为了延长电池组寿命，电量计量可为系统提供任何工作条件下的精确电池信息。它能实现动态电源管理，是性能优良的电池管理系统的核心。这其中的一个重要因素是电量计和系统之间采用什么样的通信接口来交换信息。可以使用双线接口和单线接口。当然，如果系统的其他部分已经采用了某种通信协议，建议采用相同的协议与电量计进行通讯。如果电池组是可拆卸的，电量计是置于系统内还是电池组内则成为一个重要因素。如果需要保存保修所需的历史资料和使用信息，将电量计置于电池组内是最佳选择。对于有多个可拆卸电池组的系统，电量计内置于系统中无法记录上述信息。另一个重要的考虑因素是电池信息是包含在系统显示内容中还是会单独显示，或者两者都有。有些可拆卸电池组包含一个小型充电状态显示器，从而不必将电池插入系统来查看剩余电量。最后，如果电池组有保护电路，那么可以用单独的安全IC、电量计，或者两者共同负责电池的二次保护。

按照电池供应商的建议进行安全操作是非常重要的。如果电池具备验证功能，系统对无法识别的电池会做出反应。系统的某些部分，如充电部分，可以被关闭，也可使整个系统断电。电池管理系统的设计有多种选择，应认真考虑实现哪些电池管理模块，以及每个模块的功能在系统中如何划分。早做计划将有助于为系统打下一个好的电源基础。

优化

为达到最佳系统性能，应在优化充电操作上花些心思。对于发现并纠正可能降低系统性能和用户体验的缺陷，进行系统内部测试是很重要的。系统内部测试包括：确保系统在预期的温度和放电速率下达到性能要求;确定哪些是用户需要的信息，并以一种全面而易于理解的方式显示出来。

总结

电池提供的电源为系统带来活力。好的电池管理对用户来说应该是“无缝”的，而且它是愉悦的产品使用体验的基础。电池管理不佳将使产品成功成为泡影。作为系统如此重要的一个组成部分，电池管理应该被充分了解，并提前计划和进行优化。采用Microchip的电池管理器件和算法，所有电池管理功能都可在不同的拓扑中实现。线性和开关充电器可以用于在电池组外部充电。线性充电器仅支持锂电池，而开关模式充电控制器含有为锂离子、镍电池和铅酸电池充电的算法。使用电量计IC可实现电池组内置充电控制。Microchip的电量计IC包括多种算法，可精确进行镍电池或锂电池的电量计量、充电控制和冗余保护。凭借完善的计划、良好的设计，加上Microchip的电池管理专门技术，理想的电池管理系统将为产品的成功奠定基础。