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1、【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】 可編程系統(tǒng)芯片 (PSC) 在智能電池管理中的應(yīng)用 智能電池管理系統(tǒng)的優(yōu)點之一,是為系統(tǒng)設(shè)計人員提供管理功率的可能性。使用從智能電池管理系統(tǒng)獲得的信息,可調(diào)整獲取電池狀態(tài)信息的靈敏度。例如,如果知道電池沒電了,就可讓管理系統(tǒng)提供滿負荷充電電流;一旦電池充滿,則可提高系統(tǒng)靈敏度,以便非常準(zhǔn)確地確定充電終止點 (end-of-charge)。 智能電池管理的傳統(tǒng)方法 傳統(tǒng)的智能電池管理方法往往采用分立部件來實現(xiàn)應(yīng)用。 通常采用一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 來將模擬功能轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式。測量的物理參數(shù)(如電流、電壓和溫度) 被轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式;然后,經(jīng)微控制器處理后,根據(jù)系
2、統(tǒng)狀態(tài)做出決定。如果電壓超出規(guī)定范圍或需要維持在規(guī)定范圍內(nèi),所獲得的信息將被回傳給電池管理系統(tǒng),以確保便攜設(shè)備能正常工作。 實現(xiàn)這個用途可采用分立 ADC,其分辨率達 12 位,精度約 1%。當(dāng)開展電流或溫度測量時,也有同樣的處理過程。市面上提供現(xiàn)成的電流和溫度監(jiān)視產(chǎn)品,可用于向 ADC 輸出正確的電流和溫度測量數(shù)值,ADC 將輸入的信息轉(zhuǎn)換后就可提供應(yīng)電池管理系統(tǒng)作進一步處理。處理后,作出的數(shù)字格式結(jié)論將被轉(zhuǎn)換成可用于控制某一外界物理參數(shù) (如導(dǎo)通充電電容或?qū)⑾到y(tǒng)切換到備用狀態(tài)) 的模擬格式。當(dāng)需要在應(yīng)用進入睡眠模式前保存其狀態(tài)時,微控制器將在關(guān)閉系統(tǒng)前把應(yīng)用的當(dāng)前狀態(tài)保存到存儲器中,當(dāng)重新
3、喚醒系統(tǒng)時,保存的狀態(tài)將從存儲器提出,重新加載到應(yīng)用系統(tǒng)中,從而使喚醒后的系統(tǒng)從當(dāng)初退出的地點恢復(fù)運行。 一旦獲得電量信息,應(yīng)用設(shè)備接下來就要根據(jù)某一預(yù)設(shè)的方案,決定采取某種必要的措施。應(yīng)用作出的決定可能是讓閑置的設(shè)備進入睡眠模式以節(jié)省電能;也可能出于應(yīng)急 (如應(yīng)用已超出某些預(yù)設(shè)極限) 而關(guān)閉設(shè)備;或者,由于系統(tǒng)耗盡了功率,需要向其提供更多的電能。,應(yīng)用作出的決定還可能是因系統(tǒng)已被切斷電源,需將其切換到備用狀態(tài)。通常采用成品微控制器來執(zhí)行決定,然后將作出的決定轉(zhuǎn)換成模擬格式并輸出到系統(tǒng)。 如果用分立元件來實現(xiàn)智能電池管理系統(tǒng)的各種功能,視應(yīng)用的復(fù)雜程度不同,可能增添數(shù)個器件。隨著系統(tǒng)功能的增加
4、,系統(tǒng)器件數(shù)量增加了,系統(tǒng)的設(shè)計變得越來越復(fù)雜。即使如此,仍然沒有解決系統(tǒng)功能變更或日后可能添加功能的問題,因而無法讓系統(tǒng)具有可延展性。雖然微控制器集成了某些功能,如內(nèi)置了完成決定所需的模擬輸入、ADC 和DAC、時鐘電路和 CPU 核,但就系統(tǒng)延展性而言,微控制器不具備支持這一要求所需的可編程性和靈活性。 采用可編程系統(tǒng)芯片 (PSC) 實現(xiàn)智能電池管理 圖 1 Fusion器件架構(gòu) 解決智能電池管理問題的另一個方法是采用具備功能集成度、靈活性和可延展性的平臺??删幊滔到y(tǒng)芯片 (PSC) 的應(yīng)用越來越廣泛。由于具有可編程性和靈活性,這種芯片在那些需要日后升級的應(yīng)用中越來越突出。理想的平臺應(yīng)當(dāng)
5、是同時包括模擬和數(shù)字功能,并能以軟件處理器核的方式增加智能的平臺,這種平臺可能支持構(gòu)建智能電池管理系統(tǒng)所需的所有功能。圖 1 所示的 Fusion PSC 就是這樣的產(chǎn)品,具有模擬功能模塊,帶有多個模擬輸入,帶可配置輸入電壓范圍調(diào)節(jié)選項的 12 位ADC 接口。該模擬模塊還具有監(jiān)控電壓、電流和溫度的多項監(jiān)控功能。PSC 還包括實現(xiàn)喚醒和待機功能的數(shù)種時鐘功能。為 PSC 選配軟件處理器核,就可實現(xiàn)智能處理,從而控制系統(tǒng)進入睡眠模式,以及將其從睡眠模式喚醒。 充分利用 PSC 解決方案,就具備了緊跟電池技術(shù)和新興應(yīng)用發(fā)展步伐所需的可編程性和靈活性,而且還能減小總體板卡尺寸。具備將數(shù)個分立元件和功能集成在一塊單芯片的能力,設(shè)計人員就能大幅減小板卡尺寸、功耗和成本,而這是采用分立元件所無法實現(xiàn)的。 圖2 Fusion應(yīng)用電路 結(jié)語 在選擇智能電池管理系統(tǒng)的實現(xiàn)方案時,應(yīng)當(dāng)確保該管理系統(tǒng)可讓用戶延長便攜設(shè)備的電池壽命,同時無需大的設(shè)計修改就能以較低成本實現(xiàn)日后升級。雖然傳統(tǒng)的成品部件可構(gòu)成適當(dāng)?shù)慕鉀Q方案,但是更
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