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

最近，您可能聽(tīng)說(shuō)了這則新聞 — 智能手機制造商為了適應電池的老化而將舊型號的產(chǎn)品降速，以防止電池老化的手機意外關(guān)機。  

雖然本意是好的，但該新聞仍然引起了客戶(hù)的強烈反對，很大程度上是因為客戶(hù)無(wú)法獲得詳細的電池信息，以及廠(chǎng)商沒(méi)有對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(hù)提供可靠電池信息的重要性。

管理老化電池并不難

目前使用的大多數移動(dòng)設備采用鋰離子電池，電池性能會(huì )隨時(shí)間推移下降。電池容量會(huì )變小、內部阻抗變大。老化電池的負載較重時(shí)，與輕載相比，可利用的容量較小，這是因為舊電池比新電池的阻抗高。

在您的電池供電設計中集成電量計IC為管理舊電池提供了相對簡(jiǎn)單的途徑。除了許多電量計提供的充電狀態(tài)(SOC)數據外，Maxim ModelGauge™ m5 IC等新型電量計也提供以下數據基準點(diǎn)：

• 可用容量和報告容量

• 老化

• 定時(shí)器

• 剩余工作時(shí)間

• 周期

• 老化預測

• 電池電阻

您可根據客戶(hù)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備，幫助建立客戶(hù)對電池管理方式的信任。

以下我們較為詳細地討論一下各個(gè)參數。

量為設備用戶(hù)提供電池壽命指標

老化

電量計中的老化寄存器是當前滿(mǎn)容量與原始設計容量的百分比，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)器允許電量計跟蹤電池的老化，采用自IC首次連接到電池以來(lái)的絕對時(shí)間。部分Maxim電量計也定期將該信息備份到片上非易失存儲器，作為學(xué)習功能的一部分。對于其他電量計，主機系統可定期保存該信息，并在掉電時(shí)將其恢復到IC。

剩余工作時(shí)間

在特定負載以及假設負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。啟動(dòng)高負載任務(wù)之前，系統可查詢(xún)電量計，檢查電池是否支持成功完成該任務(wù)所需的預期運行時(shí)間。該措施可用于防止高負載任務(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)，或者提示消費者電池電量太低，無(wú)法支持某些高負載功能。

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，對部分以及完整周期進(jìn)行累計，就像汽車(chē)上的里程表一樣。

Cycle+老化預測

Cycle+老化預測估算消費者在電池壽命期間可利用的周期次數。Model Gauge m5算法監測電池容量隨時(shí)間發(fā)生的變化，并計算電池容量下降到預設門(mén)限所需的周期次數。該預測可用于及時(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(cháng)電池壽命。

電池電阻

電阻寄存器包含計算的電池內阻平均值，是通過(guò)將開(kāi)路電壓與長(cháng)時(shí)間內負載或充電條件下的測量電壓進(jìn)行比較實(shí)現的，一般隨電池使用時(shí)間的推移逐漸增大。

延長(cháng)運行時(shí)間、提高性能

為進(jìn)一步增強用戶(hù)體驗，電量計IC可提供一些主動(dòng)電池管理能力。例如，許多Maxim電量計包括一種名為動(dòng)態(tài)電池電源的特性，允許優(yōu)化CPU性能，實(shí)現更好的運行時(shí)間。這是通過(guò)將CPU降速到正好能夠防止系統奔潰的水平來(lái)實(shí)現的。例如，在許多單節電池供電的應用中，系統要求至少3.3V電壓才能正確工作。通過(guò)將電量計配置為動(dòng)態(tài)電池電源，可將系統的負載控制或限制到電池的能力范圍之內，確保不會(huì )低于最低系統電壓，直到電池電量到達極低狀態(tài)，此時(shí)可從容地關(guān)閉系統。所以，用戶(hù)既可獲得延長(cháng)運行時(shí)間，又能避免電池欠壓造成意外崩潰。如果沒(méi)有類(lèi)似動(dòng)態(tài)電池電源的功能，系統制造商實(shí)際上就相當于盲目地限制系統性能，從而招致客戶(hù)的反感。

部分Maxim電量計還擁有可編程、高速電流比較器，可監測和控制峰值負載，防止造成電池崩潰。這些比較器被觸發(fā)時(shí)，向主機系統發(fā)送報警，后者即可采取相應的電源管理措施，降低峰值負載/尖峰�？蓪⒖删幊涕T(mén)限設定為低于電池保護器限值，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遵守電量計提供給主機系統的動(dòng)態(tài)電源建議。

使用MAX17055電量計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(hù)希望獲得清晰的電池信息，以及運行時(shí)間與電池壽命相關(guān)的可能達到的性能平衡。憑借電量計IC，您能夠為客戶(hù)提供豐富的可靠電池信息。特別是Maxim電量計，不但提供各種能夠延長(cháng)運行時(shí)間的工具，而且也能夠實(shí)現最高系統性能，幫助您贏(yíng)得客戶(hù)的信任。