Упрощенный контроль над электропитанием для переносных устройств: новая микросхема управления батареями от Maxim
Существует множество интегральных схем, которые могут помочь вам оптимизировать работу устройств с батарейным питанием. В этой статье мы рассмотрим MAX17055.
Основная концепция электрохимической ячейки проста: хранимая химическая энергия преобразуется в электрическую энергию, когда цепь подключена к проводящим клеммам ячейки. Но детали не так просты, особенно с перезаряжаемыми батареями.
Помимо неидеальности, таких как внутреннее сопротивление и изменение напряжения во время разряда, аккумуляторы извлекают выгоду из тщательного управления во время работы схемы и процедур зарядки. (Я не эксперт по всем различным химическим элементам батарей, но некоторые типы, конечно же, более изысканные, чем другие, LiPo аккумуляторы, как известно, носят фиктивный характер).
Что касается пользователя продукта, самым основным аспектом управления батареей является оценка оставшегося заряда либо в процентах от полной зарядки, либо в реальном времени, пока экран не погаснет. Если точность важна, и вы работаете с литиевыми батареями, эта задача намного сложнее, чем вы думаете.
Характеристики разряда для двух типов литиевых батарей. Предоставлено Texas Instruments через Digi-Key
Дело в том, что профиль разряда не является простым. И здесь в игру вступают чипы, такие как MAX17055. Это устройство называется «топливным датчиком», и это абсолютно не связано с оценкой состояния вашего газового бака. «Манометр» в этом случае является аналоговым способом описания компонента, который оценивает количество заряда, оставшегося в батарее.
Алгоритм
MAX17055 включает в себя схему цифровой обработки сигналов, которая реализует алгоритм, предназначенный для оценки оставшегося срока службы батареи. Фактически, Максим считает этот алгоритм достаточно достаточным, чтобы заслужить имя: это алгоритм «ModelGauge m5 EZ». Он работает вместе с аппаратными средствами устройства для получения точности измерения манометра, которую Максим считает весьма впечатляющим.
Как упоминалось выше, разряд батареи является сложной задачей. MAX17055 обеспечивает высокую точность, учитывая эффекты старения, температуры и скорости разряда. Он сообщает о своих выводах SOC (состояние заряда) в процентах от емкости аккумулятора или в качестве остаточного мАч.
Еще одна интересная особенность - отслежыватель от аккумулятора, из-за отсутствия лучшего термина. MAX17055 может обеспечить оценку возраста батареи, основанного на
- насколько емкость батареи уменьшилась,
- сколько увеличилось внутреннее сопротивление батареи, или
- сколько циклов заряда / разряда произошло.
(Этот последний вариант упоминается как «одометр цикла» -газовый, мы действительно говорим об аккумуляторах здесь, а не о машинах).
Напряжение против Кулона
Как вы можете видеть на следующей принципиальной схеме, требуется несколько внешних компонентов:
Один компонент, который вам обязательно понадобится, - это резистор. Предпочтительное значение, по-видимому, составляет 10 мОм, хотя чип совместим со значениями до 1 мОм и до 1000 мОм.
Тот факт, что MAX17055 нуждается в резисторе, говорит вам, что он использует метод coulomb-counter. Чувствительный резистор позволяет устройству измерять ток, который определяется как заряд в секунду. Таким образом, вы можете рассчитать общий заряд, объединив измерения тока, и вы можете оценить состояние батареи на основе этого общего количества заряда, который переместился от батареи к цепи.
Вы также можете контролировать батарею, измеряя ее напряжение. Оба подхода на основе напряжения и тока основаны на недостатках. MAX17055 имеет помимо топливного счетчика топливный манометр на основе напряжения, а алгоритм модели MG EZ моделирует данные обоих датчиков при генерации оценки SOC. Максим утверждает, что MAX17055 может таким образом обеспечить «лучшее из обоих миров», - преимущества кулоновского подсчета и контроля напряжения без их соответствующих ограничений.
Нет необходимости в настройке
Приспособление MAX17055 кажется мне довольно впечатляющим. Есть много различных литиевых батарей, и, конечно, их точные характеристики разряда будут различаться. Алгоритм Maxim M5 EZ обычно способен производить точные оценки SOC, даже когда дизайнер не пытается настроить работу чипа в соответствии с особенностями батареи.
Эта возможность привлекательна для такого человека, как я, который не хочет беспокоиться о деталях того, как конкретная батарея переходит из полной в пустую. Однако, если алгоритм m5 EZ не нравится ваша батарея, или если вам действительно нужно максимизировать точность, MAX17055 позволяет настраивать.
У вас были какие-нибудь захватывающие набеги в страну усовершенствованного управления батареей «мета-теги скрытой печати»>
Узнать больше о:
Максимальное встроенное управление батареей Индикатор уровня заряда аккумулятора разряда батареи Срок службы батареи кулона