電池是便攜式電子設備的唯一電力來源

 

無論是使用智能手機、健身追蹤器、運動相機
、室外導航設備、相xiang機ji還hai是shi手shou持chi式shi收shou發fa器qi，都dou會hui遇yu到dao意yi想xiang不bu到dao的de低di電dian量liang警jing告gao。大da多duo數shu情qing況kuang下xia，這zhe類lei警jing告gao信xin息xi隻zhi會hui帶dai來lai不bu便bian，但dan對dui於yu安an全quan和he應ying急ji設she備bei來lai說shuo，可ke能neng會hui造zao成cheng嚴yan重zhong的de後hou果guo。

 

通過電量計確定電池充電狀態

 

由於電池材料、化hua學xue成cheng分fen和he環huan境jing溫wen度du都dou會hui發fa生sheng變bian化hua，因yin此ci隻zhi通tong過guo電dian量liang計ji檢jian測ce電dian池chi電dian壓ya所suo得de到dao的de結jie果guo並bing不bu可ke靠kao。此ci外wai，電dian池chi阻zu抗kang也ye會hui隨sui著zhe充chong電dian狀zhuang態tai和he電dian池chi老lao化hua程cheng度du而er變bian化hua，實shi現xian精jing確que測ce量liang更geng是shi難nan上shang加jia難nan。

 

meizhongdianchidehuaxuetexingdouhuichanshengyizhongdutedefangdiantezheng，youxiebijiaoshihebiaoshijiyudianyadechongdianzhuangtai，eryouxiedianyahefuzaidianliufangdianquxianjihushiyitiaozhixian，shidedianliangjizhinengxianshi100%huoyitiaopingtandequxian。suoyixuyaoyinrulingyizhongnenggouceliangdianchichongfangdiandianliudefangfa，jisuoweidekulunjifalaiquedingchongdianzhuangtai。zhezhongfangfakaolvdaoledianchilaohuahezifangdiantexing。

 

充電狀態的重要性

 

suizhexiaofeizheduijishuderiyilejie，nengfoujingquedizhishidianchichongdianzhuangtaichengweilehengliangshouchixiaofeidianzishebeideguanjianzhibiao。weilezhunquediyucedianchichongdianzhuangtai，xuduozhizaoshanghuigenjutedingdeyingyongheyonglilaidingzhidianchi，daozhichanpinyanchishangshi，youxieqingkuangxiahaixuxiangdisanfanggongyingshangfahuo。raner，guojiaduiyulilizidengdianchideyunshujianguanfaguiyuelaiyueyange
，duiyunshufangshiheshengyudianliangjunyoumingquedeguiding。

 

除了電池運輸法規外，為了便於日常使用和儲存
，還需要在設計中加入其他監測電子設備，以使相對易揮發的電池（許多電池能夠提供數百安培的電流）能(neng)在(zai)安(an)全(quan)的(de)參(can)數(shu)範(fan)圍(wei)內(nei)運(yun)行(xing)。售(shou)後(hou)電(dian)池(chi)供(gong)應(ying)商(shang)為(wei)了(le)節(jie)省(sheng)成(cheng)本(ben)往(wang)往(wang)會(hui)忽(hu)略(lve)電(dian)池(chi)安(an)全(quan)問(wen)題(ti)
，因(yin)此(ci)需(xu)要(yao)設(she)備(bei)製(zhi)造(zao)商(shang)在(zai)其(qi)電(dian)池(chi)和(he)終(zhong)端(duan)產(chan)品(pin)設(she)計(ji)中(zhong)增(zeng)加(jia)電(dian)池(chi)加(jia)密(mi)認(ren)證(zheng)技(ji)術(shu)，以(yi)免(mian)出(chu)現(xian)安(an)全(quan)問(wen)題(ti)。

 

測量充電狀態所麵臨的挑戰

 

如ru上shang所suo述shu，能neng夠gou準zhun確que測ce量liang電dian池chi充chong電dian狀zhuang態tai並bing將jiang其qi顯xian示shi在zai電dian量liang計ji上shang，不bu僅jin需xu要yao考kao慮lv運yun行xing期qi間jian的de功gong耗hao，還hai需xu考kao慮lv待dai機ji期qi間jian的de功gong耗hao。在zai運yun輸shu和he倉cang儲chu過guo程cheng中zhong，還hai需xu要yao考kao慮lv設she備bei放fang在zai櫥chu櫃gui中zhong或huo“箱子裏”時(shi)所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)靜(jing)態(tai)電(dian)流(liu)。電(dian)量(liang)計(ji)本(ben)身(shen)也(ye)會(hui)消(xiao)耗(hao)能(neng)量(liang)，因(yin)此(ci)，在(zai)計(ji)算(suan)電(dian)池(chi)可(ke)攜(xie)帶(dai)多(duo)少(shao)電(dian)量(liang)，以(yi)及(ji)消(xiao)費(fei)者(zhe)收(shou)到(dao)電(dian)池(chi)後(hou)是(shi)否(fou)有(you)足(zu)夠(gou)的(de)電(dian)量(liang)來(lai)工(gong)作(zuo)時(shi)
，需(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)到(dao)這(zhe)一(yi)點(dian)。

 

作zuo為wei消xiao費fei者zhe，我wo們men喜xi歡huan產chan品pin在zai收shou到dao後hou無wu需xu充chong電dian即ji能neng工gong作zuo。而er為wei了le保bao持chi電dian量liang計ji指zhi示shi準zhun確que，相xiang關guan電dian路lu必bi須xu始shi終zhong處chu於yu接jie通tong狀zhuang態tai。在zai消xiao費fei者zhe使shi用yong產chan品pin之zhi前qian關guan閉bi電dian量liang計ji，會hui造zao成cheng充chong電dian狀zhuang態tai指zhi示shi不bu夠gou準zhun確que。請qing注zhu意yi，為wei確que保bao運yun輸shu和he倉cang儲chu期qi間jian的de安an全quan，如ru果guo溫wen度du過guo高gao或huo部bu件jian故gu障zhang導dao致zhi出chu現xian短duan路lu情qing況kuang，請qing謹jin慎shen啟qi用yong蓄xu電dian池chi保bao護hu功gong能neng（溫度
、電流和電壓監測）。

 

精確的充電狀態測量解決方案

 

Maxim Integrated MAX1730x低功耗係列就是一個很好的示例，它在3mm×3mm的封裝中集成了電量計、保護和認證功能。MAX17301用於測量鋰離子電池或鋰聚合物電池的充電狀態
，當激活輸出FET時
，具有24µA的超低靜態電流
，休眠期間更是低至18µA
；禁用FET時，電流可降至0.1µA。此IC提供了一係列全麵的電池健康狀態和安全保護功能
，包括過壓（取決於溫度）、過充電流、電池欠/過溫、欠壓和過放電/短路。MAX1730x還具有用於與主微控製器通信的單線/I2C接口，以便讀取MAX1730x的數據和控製寄存器（圖1）。

 

圖1：Maxim Integrated MAX1730x方框圖（來源：Maxim Integrated）

 

電池健康狀態和保護要求由電壓、電流和溫度決定。Maxim的ModelGauge m5算法可用於計算電池的充電狀態，既具有庫侖計出色的短期高精度、高線性度特性，又具有電池開路電壓測量出色的長期穩定性。此溫度補償算法的附加輸入可產生精確的充電狀態讀數（圖2）。該算法計算的是電池的開路電壓，包括帶載情況。

 

圖2：使用ModelGauge m5算法計算Maxim MAX1730x的校正充電狀態（來源：Maxim Integrated）

 

MAX1730x通過電池老化特性和放電率來補償電量計讀數。它提供了各種工作條件下的充電狀態百分比或毫安時 (mAh) 讀du數shu。該gai算suan法fa還hai可ke提ti供gong滿man充chong時shi間jian和he老lao化hua預yu測ce功gong能neng，以yi預yu測ce電dian池chi何he時shi開kai始shi因yin老lao化hua和he使shi用yong而er導dao致zhi容rong量liang下xia降jiang。數shu據ju記ji錄lu功gong能neng使shi用yong非fei易yi失shi性xing存cun儲chu器qi記ji錄lu電dian池chi壽shou命ming周zhou期qi內nei的de多duo達da13個參數，包括自首次通電以來的時間。

 

圖3：詳細說明Maxim Integrated ModelGauge m5算法的原理圖表（來源：Maxim Integrated）

 

結論

 

能夠在電量計中準確顯示電池的充電狀態，而無需對蓄電池進行耗時的特性描述，是衡量一個產品是否成功的關鍵。Maxim采用ModelGauge m5算法的電量計IC MAX1730x不僅實現了這一功能，而且通過結合保護和認證功能
，節省了寶貴的電路板空間和材料清單 (BOM)。

本文轉載自貿澤電子。

 

 

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