作者：Bakul Damle, Maxim Integrated移動(dòng)產(chǎn)品事業(yè)部電池管理業(yè)務(wù)總監(jiān)
最近，您可能聽(tīng)說(shuō)了這則新聞 — 智能手機(jī)制造商為了適應(yīng)電池的老化而將舊型號(hào)的產(chǎn)品降速，以防止電池老化的手機(jī)意外關(guān)機(jī)。
雖然本意是好的，但該新聞仍然引起了客戶的強(qiáng)烈反對(duì)，很大程度上是因?yàn)榭蛻魺o(wú)法獲得詳細(xì)的電池信息，以及廠商沒(méi)有對(duì)管理舊電池的方式做出明確的說(shuō)明。這一事件也確實(shí)引發(fā)了人們的關(guān)注，且提升了向客戶提供可靠電池信息的重要性。
管理老化電池并不難
目前使用的大多數(shù)移動(dòng)設(shè)備采用鋰離子電池，電池性能會(huì)隨時(shí)間推移下降。電池容量會(huì)變小、內(nèi)部阻抗變大。老化電池的負(fù)載較重時(shí)，與輕載相比，可利用的容量較小，這是因?yàn)榕f電池比新電池的阻抗高。
在您的電池供電設(shè)計(jì)中集成電量計(jì)IC為管理舊電池提供了相對(duì)簡(jiǎn)單的途徑。除了許多電量計(jì)提供的充電狀態(tài)(SOC)數(shù)據(jù)外，Maxim ModelGauge™ m5 IC等新型電量計(jì)也提供以下數(shù)據(jù)基準(zhǔn)點(diǎn)：
-
可用容量和報(bào)告容量
-
老化
-
定時(shí)器
-
剩余工作時(shí)間
-
周期
-
老化預(yù)測(cè)
-
電池電阻
您可根據(jù)客戶的期望決定披露哪些信息，這有助于他們更好地管理電池供電設(shè)備，幫助建立客戶對(duì)電池管理方式的信任。
以下我們較為詳細(xì)地討論一下各個(gè)參數(shù)。
量為設(shè)備用戶提供電池壽命指標(biāo)
老化
電量計(jì)中的老化寄存器是當(dāng)前滿容量與原始設(shè)計(jì)容量的百分比，一般隨電池使用時(shí)間的推移發(fā)生下降。
定時(shí)器
定時(shí)器允許電量計(jì)跟蹤電池的老化，采用自IC首次連接到電池以來(lái)的絕對(duì)時(shí)間。部分Maxim電量計(jì)也定期將該信息備份到片上非易失存儲(chǔ)器，作為學(xué)習(xí)功能的一部分。對(duì)于其他電量計(jì)，主機(jī)系統(tǒng)可定期保存該信息，并在掉電時(shí)將其恢復(fù)到IC。
剩余工作時(shí)間
在特定負(fù)載以及假設(shè)負(fù)載或功率下的剩余工作時(shí)間(TTE)，是另一個(gè)非常有用的參數(shù)。啟動(dòng)高負(fù)載任務(wù)之前，系統(tǒng)可查詢電量計(jì)，檢查電池是否支持成功完成該任務(wù)所需的預(yù)期運(yùn)行時(shí)間。該措施可用于防止高負(fù)載任務(wù)發(fā)生中斷，從而防止意外崩潰，特別是電池電量較低時(shí)。系統(tǒng)可主動(dòng)采取電源管理措施，僅允許輕載任務(wù)，或者提示消費(fèi)者電池電量太低，無(wú)法支持某些高負(fù)載功能。
周期
周期寄存器保存電池經(jīng)歷過(guò)的充電/放電周期總次數(shù)，對(duì)部分以及完整周期進(jìn)行累計(jì)，就像汽車上的里程表一樣。
Cycle+老化預(yù)測(cè)
Cycle+老化預(yù)測(cè)估算消費(fèi)者在電池壽命期間可利用的周期次數(shù)。Model Gauge m5算法監(jiān)測(cè)電池容量隨時(shí)間發(fā)生的變化，并計(jì)算電池容量下降到預(yù)設(shè)門限所需的周期次數(shù)。該預(yù)測(cè)可用于及時(shí)更換電池，或者采取其他電池管理措施，通過(guò)動(dòng)態(tài)改變充電特性來(lái)延長(zhǎng)電池壽命。
電池電阻
電阻寄存器包含計(jì)算的電池內(nèi)阻平均值，是通過(guò)將開(kāi)路電壓與長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)負(fù)載或充電條件下的測(cè)量電壓進(jìn)行比較實(shí)現(xiàn)的，一般隨電池使用時(shí)間的推移逐漸增大。
延長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間、提高性能
為進(jìn)一步增強(qiáng)用戶體驗(yàn)，電量計(jì)IC可提供一些主動(dòng)電池管理能力。例如，許多Maxim電量計(jì)包括一種名為動(dòng)態(tài)電池電源的特性，允許優(yōu)化CPU性能，實(shí)現(xiàn)更好的運(yùn)行時(shí)間。這是通過(guò)將CPU降速到正好能夠防止系統(tǒng)奔潰的水平來(lái)實(shí)現(xiàn)的。例如，在許多單節(jié)電池供電的應(yīng)用中，系統(tǒng)要求至少3.3V電壓才能正確工作。通過(guò)將電量計(jì)配置為動(dòng)態(tài)電池電源，可將系統(tǒng)的負(fù)載控制或限制到電池的能力范圍之內(nèi)，確保不會(huì)低于最低系統(tǒng)電壓，直到電池電量到達(dá)極低狀態(tài)，此時(shí)可從容地關(guān)閉系統(tǒng)。所以，用戶既可獲得延長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間，又能避免電池欠壓造成意外崩潰。如果沒(méi)有類似動(dòng)態(tài)電池電源的功能，系統(tǒng)制造商實(shí)際上就相當(dāng)于盲目地限制系統(tǒng)性能，從而招致客戶的反感。
部分Maxim電量計(jì)還擁有可編程、高速電流比較器，可監(jiān)測(cè)和控制峰值負(fù)載，防止造成電池崩潰。這些比較器被觸發(fā)時(shí)，向主機(jī)系統(tǒng)發(fā)送報(bào)警，后者即可采取相應(yīng)的電源管理措施，降低峰值負(fù)載/尖峰。可將可編程門限設(shè)定為低于電池保護(hù)器限值，防止意外觸發(fā)電池硬關(guān)斷。這些比較器也可用于確保系統(tǒng)遵守電量計(jì)提供給主機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)電源建議。
使用MAX17055電量計(jì)IC，動(dòng)態(tài)電源功能估算放電期間的電源容量
總而言之，客戶希望獲得清晰的電池信息，以及運(yùn)行時(shí)間與電池壽命相關(guān)的可能達(dá)到的性能平衡。憑借電量計(jì)IC，您能夠?yàn)榭蛻籼峁┴S富的可靠電池信息。特別是Maxim電量計(jì)，不但提供各種能夠延長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間的工具，而且也能夠?qū)崿F(xiàn)最高系統(tǒng)性能，幫助您贏得客戶的信任。
