適應(yīng)電池的老化，如何不讓手機(jī)意外關(guān)機(jī)？

作者：Bakul Damle, Maxim Integrated移動產(chǎn)品事業(yè)部電池管理業(yè)務(wù)總監(jiān)

雖然本意是好的，但該新聞仍然引起了客戶的強(qiáng)烈反對，很大程度上是因為客戶無法獲得詳細(xì)的電池信息，以及廠商沒有對管理舊電池的方式做出明確的說明。這一事件也確實引發(fā)了人們的關(guān)注，且提升了向客戶提供可靠電池信息的重要性。

目前使用的大多數(shù)移動設(shè)備采用鋰離子電池，電池性能會隨時間推移下降。電池容量會變小、內(nèi)部阻抗變大。老化電池的負(fù)載較重時，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(shè)計中集成電量計IC為管理舊電池提供了相對簡單的途徑。除了許多電量計提供的充電狀態(tài)(SOC)數(shù)據(jù)外，Maxim ModelGauge? m5 IC等新型電量計也提供以下數(shù)據(jù)基準(zhǔn)點：

• 可用容量和報告容量

• 老化

• 定時器

• 剩余工作時間

• 周期

• 老化預(yù)測

• 電池電阻

您可根據(jù)客戶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(shè)備，幫助建立客戶對電池管理方式的信任。

以下我們較為詳細(xì)地討論一下各個參數(shù)。

可用容量和報告容量為設(shè)備用戶提供電池壽命指標(biāo)

老化

電量計中的老化寄存器是當(dāng)前滿容量與原始設(shè)計容量的百分比，一般隨電池使用時間的推移發(fā)生下降。

定時器

定時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的絕對時間。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(xí)功能的一部分。對于其他電量計，主機(jī)系統(tǒng)可定期保存該信息，并在掉電時將其恢復(fù)到IC。

剩余工作時間

在特定負(fù)載以及假設(shè)負(fù)載或功率下的剩余工作時間(TTE)，是另一個非常有用的參數(shù)。啟動高負(fù)載任務(wù)之前，系統(tǒng)可查詢電量計，檢查電池是否支持成功完成該任務(wù)所需的預(yù)期運行時間。該措施可用于防止高負(fù)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。系統(tǒng)可主動采取電源管理措施，僅允許輕載任務(wù)，或者提示消費者電池電量太低，無法支持某些高負(fù)載功能。

周期

周期寄存器保存電池經(jīng)歷過的充電/放電周期總次數(shù)，對部分以及完整周期進(jìn)行累計，就像汽車上的里程表一樣。

Cycle+老化預(yù)測

Cycle+老化預(yù)測估算消費者在電池壽命期間可利用的周期次數(shù)。Model Gauge m5算法監(jiān)測電池容量隨時間發(fā)生的變化，并計算電池容量下降到預(yù)設(shè)門限所需的周期次數(shù)。該預(yù)測可用于及時更換電池，或者采取其他電池管理措施，通過動態(tài)改變充電特性來延長電池壽命。

電池電阻

電阻寄存器包含計算的電池內(nèi)阻平均值，是通過將開路電壓與長時間內(nèi)負(fù)載或充電條件下的測量電壓進(jìn)行比較實現(xiàn)的，一般隨電池使用時間的推移逐漸增大。

為進(jìn)一步增強(qiáng)用戶體驗，電量計IC可提供一些主動電池管理能力。例如，許多Maxim電量計包括一種名為動態(tài)電池電源的特性，允許優(yōu)化CPU性能，實現(xiàn)更好的運行時間。這是通過將CPU降速到正好能夠防止系統(tǒng)奔潰的水平來實現(xiàn)的。例如，在許多單節(jié)電池供電的應(yīng)用中，系統(tǒng)要求至少3.3V電壓才能正確工作。通過將電量計配置為動態(tài)電池電源，可將系統(tǒng)的負(fù)載控制或限制到電池的能力范圍之內(nèi)，確保不會低于最低系統(tǒng)電壓，直到電池電量到達(dá)極低狀態(tài)，此時可從容地關(guān)閉系統(tǒng)。所以，用戶既可獲得延長運行時間，又能避免電池欠壓造成意外崩潰。如果沒有類似動態(tài)電池電源的功能，系統(tǒng)制造商實際上就相當(dāng)于盲目地限制系統(tǒng)性能，從而招致客戶的反感。

部分Maxim電量計還擁有可編程、高速電流比較器，可監(jiān)測和控制峰值負(fù)載，防止造成電池崩潰。這些比較器被觸發(fā)時，向主機(jī)系統(tǒng)發(fā)送報警，后者即可采取相應(yīng)的電源管理措施，降低峰值負(fù)載/尖峰?？蓪⒖删幊涕T限設(shè)定為低于電池保護(hù)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(tǒng)遵守電量計提供給主機(jī)系統(tǒng)的動態(tài)電源建議。

使用MAX17055電量計IC，動態(tài)電源功能估算放電期間的電源容量

總而言之，客戶希望獲得清晰的電池信息，以及運行時間與電池壽命相關(guān)的可能達(dá)到的性能平衡。憑借電量計IC，您能夠為客戶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運行時間的工具，而且也能夠?qū)崿F(xiàn)最高系統(tǒng)性能，幫助您贏得客戶的信任。