德州仪器(TI)宣布推出高效能的电池管理解决方案,可支持锂离子和锂聚合物电池组的电池容量监控与安全保护功能,并将零件数目、产品成本及电路板面积减到最少,是TI第一套同时提供这些优点的芯片组。这套解决方案的主要目标是整合电池组管理功能,它具备所有必要特色,可精确监控锂离子电池的剩余电力,提供整个电池组的安全保护与电压平衡(voltage balancing)。这套芯片组的功能整合度很高,只须少数的外部零件,最适合使用三颗或四颗锂离子电池和锂聚合物电池的产品,例如笔记本电脑、掌上型终端装置、医疗与测试设备或是其它产品。
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电池管理解决方案 |
TI表示,这套电池管理芯片组内含两颗组件,一颗是提供电池容量量测功能的bq2081,符合智能型电池管理系统SBS(Smart Battery System)1.1版的规格,另一颗是提供锂离子电池保护功能的bq29311;这套芯片组可支持符合SBS规格的锂离子电池组,让电池容量量测与电池保护电路的设计更简单,所须的零件数目也比旧产品或其它解决方案减少四成,因此整个电路只须不到一平方英吋的印刷电路板面积。
TI计划以Cool-GG低功率平台为基础,推出一系列电池容量监控芯片,bq2081就是其中的第一颗组件。为了对电池管理应用提供最佳支持,此平台包合一颗8位RISC处理器核心、由快闪EPROM构成的组态内存、两个通讯端口、安全控制输出以及两颗高效能的模拟数字转换器;相较于其它平台所采用的零件,bq2081可以提供更高的工作效能,进而增加电池参数量测值的精准性与分辨率。
量测电池剩余电池容量时,bq2081会使用一颗不断自行校准的整合式模拟数字转换器,其分辨率高于3nVh,校准后的量测位移误差则为1(V(典型值)。利用此组件的高分辨率与低位移误差特性,厂商只须一颗很小的电流感测电阻(10m(),就能针对可携式产品的工作电流范围,提供非常精准的放电与充电整合功能;对于温度、瞬间电流和电池电压,bq2081会使用另一颗15位Δ-Σ转换器。全新的模拟外围功能,再加上TI独有的电池模型算法与RISC处理器核心,bq2081在计算电池的供电时间以及剩余电池容量时,才能达到1%以上的精准度。
bq29311也可做为锂离子电池的保护组件和bq2081的模拟前端;bq29311最高可承受25V输入电压,故能直接使用电池组电源,而后把3.3V稳压输出提供给bq2081,供应电流给发光二极管以显示电池容量,并提供温度感测电路所须的偏压电流。
bq2081与bq29311之间的通信是透过一个双线序列总线,bq2081利用bq29311传送过来的电压信号,用以计算电池的电压,来决定是否启动保护功能,以及如何满足电池的电压平衡要求。bq29311也会控制充电与放电FET开关晶体,并在自动安全保护功能或是bq2081的控制下,改变FET开关的导通状态。