精细智能电池体系规划原理剖析
智能电池体系（sbs）的呈现大大简化了独立电池体系的规划，因而其运用现已超出了笔记本核算机范畴，而呈现在其他各种运用中，比方备份电源体系、高牢靠性军事和航天运用中
其他要害运用还包含了轿车、安全/监督/防伪体系、医疗设备、刀片服务器、电信和便携式电子产品
智能电池运用内部电子线路来丈量、核算和存储电池数据，它使电源的运用愈加可猜测并且，智能电池还有一个重要长处，那便是能避免意外的体系停机
智能电池体系
一个根本的sbs体系由以下部分组成：体系办理总线（smbus），智能电池充电器和智能电池
sbs的模块化特性使规划闭环电池充电体系变的十分简略，这样的体系答应选用电池组独立充电器（智能充电器），最大极限地下降了硬件和软件的非重复工程（nre）性本钱，并促成了巩固的体系，这对高牢靠性电池备份运用特别重要而集成到电池组中的高精确度气压计则能一向精确地监督电池，乃至电池不在体系中时也相同该气压计依照电池的实践容量值进行了校准，因而消除了差错，保证了精确度
智能电池的充电和维护
智能电池充电器的主要功用是为智能电池充电供应电压源和电流源智能电池经过smbus接口与智能充电器通讯，并可挑选与主机通讯为了避免因为smbus功用损失而过充电，监督计时器继续运转以监督智能电池与充电器的通话频度假如电池无动作的时刻超越3分钟，那么充电器就暂停并等候电池再次恳求充电此外，电池还可以经过强制停机功用来操控充电器，这样可以绕过smbus，以供应冗余等级并让充电器知道电池是的确存在的
图1 ltc1760用于双电池体系
总归，与固定独立充电器比较，智能电池充电器有如下长处
① 真实即插即用，不受电池化学特性和电池装备影响任何智能电池组都可与任何智能电池充电器合作具有不同化学特性、装备，乃至不同充电算法的电池都可以不加修正换用充电器电路
② 内置安全功用sbs规范供应监督计时器和一个处在电池和充电器之间的特别“安全信号”接口
③ 牢靠的电池检测体系
④ 主动充电办理，无须主机
⑤ 无须主机干涉的闭环充电体系主机可根据需求搜集电量丈量信息
ltc1760双智能电池体系办理器
ltc1760是一个高度集成的三级电池充电器和挑选器，用于运用双智能电池的产品它是一个降压开关拓扑电池充电器，具有契合智能电池规范界说的多种功用和其他新增功用，如输入限流和安全约束，等等三个smbus接口使ltc1760能完结比如盯梢两个电池的内部电压和电流之类的伺服功用，并答应一个smbus主机监督任一电池的状况这种伺服技能能使充电器的精确度同电池内部电压和电流丈量值只要±0.2％的差错
传统上，双电池体系是次序放电体系，答应次序耗费电池电量（先耗费电池1，再耗费电池2），以简略地延伸总的电池作业时刻ltc1760选用了专有模仿操控技能，可答应安全地对两个电池并行充电或放电图1是一个选用ltc1760的双电池体系的简化原理图这种结构使充电速度提高了50%，电池作业时刻延伸了10%此外，并行放电不只增强了电流才能，并且还下降了i2r损耗并改进了在极高负载条件下的电压调理才能下降i2r损耗和改进电压调理都延伸了时序解决方案的总放电时刻（见图2）
图2 双电池次序电池充电时刻的比照
图3 ltc1760双电池充电器/挑选器体系架构
● ltc1760的主要特点
① 独立3级充电器轮询电池的充电要求并监督由电池内部电量丈量所确认的实践电流和电压（差错为±0.2%），完结快速、安全和彻底地充电
② 快速充电形式可以用来进一步缩短充电时刻
③ 支撑电池查验以完结气压计校准
④ 3个电源通路fet二极管答应安全和低损耗地从dcin和两个电池一起放电
⑤ 两个fet二极管完结两个电池一起安全、低损耗地放电
⑥ 硬件可编程电流和电压安全约束以及许多其他安全功用用以弥补电池的内部维护电路
ltc1760尽管很精细，可是十分简略运用在任何给定规划中仅需确认4个要害参数：输入限流检测电阻ricl，限流电阻rilim和匹配充电电流检测电阻rsense，限压电阻rvlim，短路维护电阻rsc
ltc1760加上一些智能电池和一个ac适配器，就可组成一个简略体系体系结构如图3所示
● 输入限流检测电阻rcl
如图4所示，这个电路约束充电电流以避免体系功率升高时沟通适配器过载要设定输入电流约束，最重要的便是要最小化墙式配适器的额定电流限流电阻可以经过下两式来核算
ilim＝适配器最小电流值－（适配器最小电流值×5％）（1）
rcl＝100mv/ilim（2）
不过，沟通适配器可以有至少+10%的限流裕度，因而常常可以简略地将适配器限流值设定为实践适配器额定值
图4 输入限流感应电阻电路
● 限流电阻rilim
rilim电阻有两个效果首要，它告知ltc1760的smbus接口，充电器可以供应电池的最大可答应电流，任何超越这个极限的值都会被限定值所替代第二个效果是让pwm充电器的满标度电流与smbus接口的满标度限流值同步
● 限压电阻rvlim
vlim引脚到gnd之间衔接的外部电阻值可以决议5个充电器输出限压值中的任一个（见表3）这种用硬件完结限压值的办法是一种比较安全的办法，它是不能被软件方法所替代的
● 短路维护电阻rsc
每条电源通路都由两个背对背的pfet组成，这两个pfet与短路检测电阻rsc串联电池电源通路（powerpathtm）开关驱动器等效电路如图 5 所示
图5 ltc1760电源通路电路
短路维护功用可在电流形式和电压形式下作业假如输出电流超越短路比较器门限的时刻多于15ms，那么就断开一切电源通路pfet开关，并将power_not_good方位位类似地，假如电压降至低于3v的时刻多于15ms，那么也将断开一切电源通路开关，power_not_good位相同被置位去掉一切电源可将power_not_good位复位假如power_not_good位被置位，那么充电也被制止
● 无须软件
根据ltc1760的充电器无须软件在一开始的硬件样机中放入该集成电路将答应体系取得电池的充放电不过在某些情况下，可以编写一些软件以便主机可以完结以下动作
① 直接从智能电池（也便是作为气压计）搜集“充电器状况”信息；
② 支撑电池查验
定论
智能电池体系供应先进的功用，只需最低极限的规划作业ltc1760是十分全面的单芯片双智能电池体系的代表，简略易用，仅需求确认4个参数就能完结一个完好的规划，并且不需求软件代码该器材仅需最低极限的nre作业，就可组成一个完好的独立电池充电器体系并正常作业
