这些产品向如今的
设计
人员提出了一系列独特的挑战。对于最终用户而言,
三个最重要的特性应该是便携性
(重量轻)、高性能和低成本;而对于设计人员而
言,最关心的往往是安全性、可靠性和产品使用寿命。他们必须满足并且权衡各
种往往是相互冲突的要求。
例如,设计人员现在采用最新一代的锂电池技术以满足用户要求和环保法
规。市场上可买到满足高功率系统以及高能耗系统要求的电池芯。这些锂离子电
池都需要集成电池监控和保护电路,这些电路在之前采用镍镉
(NiCAD)或者镍
氢
(NiMH)电池芯的电池中并不存在。
所要求的安全特性通常包括:电池过流监测以及短路监测;电池芯过压以
及欠压监测;电池
/电池芯温度监测。
另外,可以加入电量平衡和电池容量监测功能以进一步改善用户体验。诸如
笔记本电脑和摄像机等电池供电产品,要求电池的功率相当稳定。更有趣的设备
如电动工具和各种移动产品,对电池所必需提供的瞬时功率提出了更高的要求。
由于这些设备可能提出极为苛刻的要求,它们的电池监测和保护电路也更为复
杂,并且可提供典型笔记本电脑电池所不具有的更高级的保护功能。精心设计的
多芯监测和保护电路,如基于
Intersil 的 ISL9280 系列产品的电路,可提供多
级错误检测功能,并且提供清除这些错误的时间窗口。同时,这些电路还提供硬
限制,当超过这些硬限制时就可断定发生了一个硬故障。
我们给出了一个简单的锂离子电池例子,它可用在无线电动工具或者机械
真 空 吸 尘 器 等 小 型 家 用 电 器 中 , 如 图
1 所 示 。该设计 支持利 用 搭载两 个
MOSFET 的单路径对充放电电流进行控制,同时具有过电流和出现短路时的电
池电流监测、单芯电压监测、电池温度监测以及高达
200mA 平衡电流的快速电
量平衡等功能。