筆記本電池保護(hù)電路知識(shí)

1、筆記本電池保護(hù)電路知識(shí)現(xiàn)在的筆記本電池都是所謂智能(smart battery)的了，她能告訴電腦：我 現(xiàn)在還剩余多少容量， 現(xiàn)在的電壓是多少， 電流是多少， 按現(xiàn)在的放電速率我還 能用多長(zhǎng)時(shí)間， 我是否該充電了， 充電應(yīng)該用多大的電流、 電壓， 充電是否充過 頭了，放電是否放過頭了， 溫度是否過高， 等等。電池要提供這些所謂的智能信 息，就要在電池中增加一個(gè)電路。 這個(gè)電路通常都使用現(xiàn)成的專用芯片， 如最流 行的 BQ 系列芯片： BQ2060A， BQ2083， BQ2085， BQ2040 等，這些芯片檢測(cè) 流入和流出電芯的電流，算出上面所謂的智能信息。這個(gè)電路還要增加一個(gè)功能： 保護(hù)功

2、能。上面說了電路能檢測(cè)出充電是否充 過頭了， 放電是否放過頭了。 既然知道充過頭了， 就要使充電電源充不到電芯上 去；放電放過頭了，就要切斷電芯對(duì)外放電。溫度過高了，就要是電池停下來。 這就是所謂的保護(hù)功能。最后一個(gè)功能就是通訊， 電池準(zhǔn)備了這些信息， 總要發(fā)送出去吧。 所以通訊 少不了。按上所說， 通常的電池其實(shí)主要是檢測(cè)部分， 能檢測(cè)出來信息， 保護(hù)功能實(shí) 現(xiàn)自然簡(jiǎn)單，無非是開關(guān)而已。當(dāng)然有的電池將充電部分做到電池里面去了，如 COMPAQ 筆記本電腦的 不少電池都是如此。先不必看 BQ2060 是如何檢測(cè)那些智能信息的， 先看 BQ2060 都檢測(cè)出了哪 些信息？這些檢測(cè)出來的信息存放在

3、什么地方了？在 BQ2060 的 DATASHEET 中，有個(gè)Table 3. bq2060 Register functions,這里存放了 BQ2060檢測(cè)出來智能 信息的。這些信息就是所謂的Smart Battery Data (智能電池?cái)?shù)據(jù))，它們都被定義成標(biāo)準(zhǔn)了(見 Smart Battery Data Specfication)。BQ2050 中檢測(cè)出來的信息沒有這么豐富，它不符合這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。 BQ2040， BQ2083， BQ2085 都符合這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，檢測(cè)出來的信息也是這些。下面解釋一下 BQ2060 檢測(cè)出來信息的意思。1. 靜態(tài)信息：靜態(tài)信息不是檢測(cè)出來的，而是生產(chǎn)廠家自己寫

4、進(jìn)去的，它一般寫在24C01中，BQ2060從24C01中讀到它自己里面去。ManufactureDate, ManufactureName, DeviceName, Devicechemistry, SpecificationInfo, DesignVoltage, DesignCapacity,RemainingCapacityAlarm, RemainingTimeAlarm, BatteryMode。這些信息不言自明。2. 動(dòng)態(tài)信息：動(dòng)態(tài)信息中有些是檢測(cè)出來的，有些是純粹計(jì)算出來的，目的就是免去用戶自己計(jì)算了。檢測(cè)的： Voltage, Current, Temperature, Av

5、erageCurrent, RemainingCapacity, FullChargeCapacity, BatteryStatus 。 計(jì) 算 的 ： RelativeStateOfCharge,AbsoluteStateOfCharge,RunTimeToEmpty,AverageTimeToEmpty, AverageTimeToFull, CycleCount.。信息 ChargingVoltage, ChargingCurrent 告訴充電器應(yīng)該用多大的充電電流給它充電，在多大的電壓處 應(yīng)該變成恒壓充電。 AtRate, AtRateTimeToFull, AtRateTimeToE

6、mpty, AtRateOK 純粹是幫用戶計(jì)算信息用的。3. 每個(gè)廠家的特定信息：標(biāo)準(zhǔn) Smart Battery Data Specfication 之外的一些信息。 這 些信息 只有 5 項(xiàng)，不 同廠 家不 一樣 ，對(duì) 于 BQ2060 就 是 VCELL1-4 和 PackConfigureation。對(duì)于 BQ2085，PackConfigureation 的意義就和 BQ2060 不大 一樣。4. ManufactureAccess 標(biāo)準(zhǔn) Smart Battery Data Specfication之外，廠家特定的操 作，女口 BQ2060的Seal,讀寫EEPROM, Calib

7、ration等，都是通過它來完成的。具體每一項(xiàng)信息的意義論壇中有人翻譯了 BQ2060 的 DATASHEET ，在此不 在重復(fù)。BQ2060 是如何檢測(cè)那些智能信息的呢？簡(jiǎn)單地說，將是將一個(gè)電阻串接到 電芯上，檢測(cè)流過這個(gè)電阻上的電流的大小就可以知道充了多少電， 放了多少電。 充電充的是電荷、 放電放的也是電荷， 所以檢測(cè)電流就知道充了多少電， 放了多 少電。至于電壓、溫度的檢測(cè)更簡(jiǎn)單了，用的 A/D 轉(zhuǎn)換就可以， BQ2060 中就是 這樣做的。BQ2060 檢測(cè)到信息后就要作出一些判斷，如溫度是否高了，我是否該充電 了，充電應(yīng)該用多大的電流、電壓，充電是否充過頭了，放電是否放過頭了。電

8、池?zé)o論如何也不知道多高溫度屬于高了， 多大電流是過流了， 所以， 人為地先設(shè) 定個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，這樣電池就可以判斷了。 這些標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)廠家就放在 24C01 中， BQ2083， BQ2085放在它們自身的DATA FLASH中了。而BQ2050則是死設(shè)定，廠家智 能用外圍的電阻， 電容等硬件設(shè)定， 它不用 EEPROM 或 DATA FLASH ，比較死 板。（其實(shí) BQ2050 的功能簡(jiǎn)單多了，好多判斷都沒有。）檢測(cè)到異常情況， BQ2060 就可簡(jiǎn)單地向外發(fā)個(gè)出發(fā)電平，以關(guān)斷充電或放 電開關(guān)，這樣保護(hù)功能就簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)了。實(shí)際上，大都用 BQ2060 的電池沒有使用 BQ2060 提供的保護(hù)功能，而

9、是另 外加了芯片做保護(hù)，如 M1414。另加的芯片和BQ2060自然有些功能是重復(fù)的， 但沒辦法，誰讓另加芯片了呢。下面就是通訊方式問題， SMBUS 其實(shí)就是 I2C 的子集，主要是時(shí)序上比 I2C 要求嚴(yán)格些。若你不寫程序，簡(jiǎn)單地將 SMBUS 混同 I2C 就可以了。當(dāng)你看懂了 BQ2060,不要以為所有的電量檢測(cè)芯片都是如此，BQ2060是與 標(biāo) 準(zhǔn) Smart Battery Data Specfication 兼 容 的 芯 片 ， 即 所 謂 的 SBS V1.1-Campliant，其實(shí)BQ2050就不兼容這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。BQ2050提供的信息少了不少， 通訊方式也不同 （DQ）。

10、COMPAQ Evo 系列電腦的電池就是采用 BQ2050H 的， 所以要增加 PIC 來增加一些功能。（當(dāng)然里面還有充電功能。）還有比較流行的芯片是 M37516 + 4494，這個(gè)方案比較原始， M37516 就是 個(gè)通用的MCU，其實(shí)用PIC、AVR等好多MCU都可以代替，它的特點(diǎn)就是有 A/D， PWM， I2C 接口。在 M37516 中寫程序，實(shí)現(xiàn) BQ2060 的功能，自然就可 以不用 BQ2060 了。當(dāng)然用 M37516 寫程序來實(shí)現(xiàn)肯定沒有使用專用芯片簡(jiǎn)單。使用M37516的電池可以是SBS V1.1-Campliant,也可以不是的。很多電池既使用了 PIC，又使用了 B

11、Q2060,或BQ2083/5等，這多數(shù)是廠 家故弄玄虛。如果它也是使用 SMBUS 接口，很可以省掉 PIC 的。還有個(gè)電池解密問題，即 unseal問題，BQ2060因?yàn)橥饨覧EPROM，所以 un sea l總是能實(shí)現(xiàn)的，雖然比較麻煩，但總是可以的，而BQ2083/4/5則幾乎不可能，除非你知道廠家設(shè)置的unseal密碼，否則，寫程序用枚舉方法解密一塊電 池要小一年時(shí)間。 很多 OEM 電池廠家都想將就電池改寫改寫數(shù)據(jù)就以就充新地 買。還有電池檢測(cè)（老化）問題。檢測(cè)設(shè)備有檢測(cè)電芯級(jí)的， 有檢測(cè)電池板級(jí)的。 經(jīng)過前者檢測(cè)出來的電池即使是合格的， 但實(shí)際上電池也可能是不合格的， 因?yàn)?電板可

12、能有問題而沒有被檢測(cè)出來。 而經(jīng)過后者檢測(cè)出合格的電池， 才是真正合 格的電池。大多數(shù)電池不用時(shí)你也可以直接在電池接口處測(cè)量到電壓， 而有的電池不接 到電腦上你是測(cè)量不到電壓，即所謂的電池沒有打開，如 COMPAQ Evo 系列。在此解釋一下 Capacity Relearn。其實(shí)電池的 relearn-cycle 或 Conditioning-cycle 都是充放電過程， Calibration 就是充放電過程。這個(gè)過程如下：1. 先將電池充滿。2. 放電放完（這個(gè)過程中不能有充電）3. 再充滿電。Capacity Relearn就是重新確定FCC。因?yàn)樵谶^程1的結(jié)束，BQ2060將DCR

13、復(fù)位為 0，在過程 2 中 DCR 從 0 開始不斷增加，當(dāng)放電結(jié)束時(shí)，用 DCR 更新 FCC。在BQ2060的DATASHEEET中將這個(gè)過程說得比較難懂，而 BQ2050中 說得比較清楚。在筆記本電池知識(shí)系列 1中說過：大部分電池中只有電量檢測(cè)和保護(hù)兩 部分，如 HP f4486、HP f4496、IBM T20、HP f2019、FUJITSU-SIEMENS BP-8050 等等；有些電池將充電器也做進(jìn)電池里面了，如 COMPAQ N 系列的電池多是如 此。沒有充電器的那些電池， 自然要在筆記本中加上充電器部分； 而有充電器的 電池，筆記本中電源管理部分就簡(jiǎn)單多了，少了充電這個(gè)大頭。

14、從上面可以看出筆記本電源系統(tǒng)包括電量檢測(cè)部分、保護(hù)部分、充電部分， 除此之外， 還有系統(tǒng)管理部分。 所謂的電池系統(tǒng)管理部分主要是多電池管理。 一 個(gè)筆記本可以帶幾個(gè)電池， 這些電池卻公用一個(gè)地址， 當(dāng)然要是一個(gè)電池一個(gè)電 池，也就沒什么要管理的了， 可惜，事實(shí)上， 筆記本中所有的電池都公用一個(gè)地 址，這就出問題了：筆記本說，我不管你到底哪個(gè)電池給我供電，你只要有電， 就請(qǐng)給我供電。 多個(gè)電池一起工作肯定要管理， 可是筆記本電腦卻不想管， 于是 就出來個(gè)電池系統(tǒng)管理部分。 其實(shí)不光是筆記本電腦中如此， 在數(shù)碼攝象機(jī)等便 攜產(chǎn)品中都有這種情況。 想知道詳細(xì)情況， 可參看標(biāo)準(zhǔn) Battery Sys

15、tem Manager Specification。上面四個(gè)部分的工作不依賴筆記本電腦， 我們使用筆記本電腦都知道， 即使 不開機(jī)，電池也照常充電，這時(shí)連 BIOS 都沒有運(yùn)行呢。通常我們的筆記本電腦 中有個(gè)軟件（如BatteryMon）可以測(cè)試筆記本電池的好壞，其實(shí)，筆記本電腦本身只是查詢電池， 它并沒有測(cè)試的行動(dòng)。 這往往使剛?cè)腴T者混淆， 因?yàn)閺母旧?講，對(duì)用戶來說， 最好是我打開一個(gè)軟件， 就能從上面看到筆記本電池好壞的測(cè) 試結(jié)果。關(guān)于筆 記本電 池方面 的標(biāo) 準(zhǔn)有四 個(gè)基本 的： System Management Bus Specification、Smart Battery Da

16、ta Specification、 Smart Battery Charger Specification、 Battery System Manager Specification。至于Smart Battery Selector Specification），它和Battery System Manager Specification差不多。 這四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)其實(shí)都體現(xiàn)在具體的產(chǎn)品中， 建議入門者將它們和具體的產(chǎn)品結(jié)合起 來看，如BQ2060A的Datasheet基本上就是前三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的集中體現(xiàn)，其實(shí)BQ系列的充電管理芯片的Datashee僦是后兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的集中體現(xiàn)。下面先解釋一下所謂的 Gas G

17、auge Operati on。您要是初看資料，還挺費(fèi)神 的呢。其實(shí)說白了，原理很簡(jiǎn)單。Gas Gauge Operation最主要的目的是測(cè)量電量 （電池最多能充多少電量 FCC和現(xiàn)在還剩余多少電量 RM）。從簡(jiǎn)單開始，電 池的電壓測(cè)量簡(jiǎn)單吧。 幾節(jié)電芯串聯(lián)在一起， 不但可以簡(jiǎn)單地測(cè)量總電壓， 還可 以簡(jiǎn)單地測(cè)量出每節(jié)電芯的電壓。 所以可以很簡(jiǎn)單地知道電池是過壓了， 還是欠 壓了。溫度測(cè)量也很簡(jiǎn)單， 因?yàn)闊崦綦娮璧淖柚惦S溫度變化是有規(guī)律的， 用個(gè)熱 敏電阻就知道是否溫度高了， 或者溫度低了。電流測(cè)量您覺得復(fù)雜嗎？話歸正題， Gas Gauge Operation主要是為電池的電量測(cè)量服務(wù)的。

18、 將一個(gè)很小的精密電阻和 電池串聯(lián)在一起， 只要電池工作，其上就有壓降，要壓降就知道壓降是正還是負(fù)， 也就知道是充電還是放電了。 如果對(duì)這個(gè)信號(hào)不斷積分， 是不是就可以計(jì)算出電 量了？不知道 VFC 是如何測(cè)量電量的，那就以后有時(shí)間在深究吧，不過可以想 象一下，我們家里的電表不也是測(cè)量你用了多少電量的嗎？所以，測(cè)量電池電量，必須要電池工作。如何知道電池最多能充多少電量FCC ?假設(shè)電池已經(jīng)充滿了，我們讓電池以固定大小電流放電， 這樣知道放電電 流的大小和放電時(shí)間的長(zhǎng)短，就可以算出電池的容量了。比如放電電流大小為 2200mA，放了 2小時(shí)的電，則電池的容量就為 4400mAh。BQ2060A中

19、利用一 個(gè)叫 DCR 的寄存器，當(dāng)電池充滿時(shí)，其值被復(fù)位為 0，隨著放電的進(jìn)行，它不 斷計(jì)數(shù)， 每個(gè)計(jì)數(shù)相當(dāng)于一定的電量， 這樣， 知道 DCR 的數(shù)值， 就知道電量了。 電池的放電放到不能再放， 并不是真的讓電池所有的電都放完， 因?yàn)檎娴娜糠?完了，電池也就報(bào)廢了。一般 14.8V 電池放到 12V 就不能再放了。電量檢測(cè)芯 片檢測(cè)到 12V 就發(fā)出保護(hù)信號(hào)，讓電池供電線路斷開，不能繼續(xù)向外供電就是 了。我們說的電池最大充電電量就是這樣測(cè)量出來的， 即先將電池充滿， 再放電， 放到不能再放為止所測(cè)得的電量。在這個(gè)放電的過程中不能有充電，因?yàn)?DCR 只在放電過程中向上計(jì)數(shù)， 充電過程中它不

20、會(huì)向下計(jì)數(shù)的。 符合這樣條件的放電 過程叫做有效放電（ a qualified discharge from nearly full to a low battery level）。 當(dāng)電池經(jīng)過一個(gè)有效放電得到的 DCR 值將被轉(zhuǎn)換成電池最大充電電量而被保存 在 EEPROM 一個(gè)叫 LMD 的位置的；而非有效放電的 DCR 值是沒有任何用處的。 前面12V的專業(yè)說法叫EDV0（ BQ2060），其實(shí)放到EDV2時(shí)，DCR就不在計(jì) 數(shù)了。電池最大充電電量專業(yè)叫法是 FCC Fully Charged Cap acity（注意，這 里開始涉及到了一些參數(shù)了，如 EDV0、EDV2 等，它們是 E

21、EPROM 中參數(shù)的 一部分，其實(shí) EEPROM 中參數(shù)就是這樣一點(diǎn)一點(diǎn)來的，沒有什么難的。）如何知道電池還剩余多少電量呢RM ?假設(shè)一塊電池經(jīng)過上面的放電已經(jīng)放 完了 ， 此 時(shí)開 始充 電 。 這 樣 就可以 從 0 開 始計(jì)數(shù) 了 ， 這個(gè) 寄存器叫 RemainningCapacity（RM），它不斷計(jì)數(shù)，自然就知道充了多少電。如果放電，這 個(gè)寄存器就向下減， 所以電池剩余電量的測(cè)量問題就解決了。 充電充到什么時(shí)候 呢?比如上面 14.8V 電池， 大都充到 16.8V 時(shí)，充電器的電壓就不能再升了， 雖 然電壓不能再升了， 但仍可以以這個(gè)電壓給電池繼續(xù)充電， 不是說電壓不能升就 充不

22、進(jìn)去電了， 還是有電流的嘛。 隨著電池越充越飽， 電流也越來越小， 不過不 可能小到 0 的，小到 0 不知要用多長(zhǎng)時(shí)間呢，大概也不可能小到 0 的。 （所以電 池沒有充飽的，只有充得更飽的。 ）于是人為地設(shè)定一個(gè)很小的電流值，一旦電 流小到這個(gè)值時(shí)，就認(rèn)為充電充滿了。充電時(shí)， RM 向上長(zhǎng)，放電時(shí)， RM 向下 減，這樣，剩余電量就知道了。上面的 16.8V 的專業(yè)說法叫 ChargingVoltage， 人為地設(shè)定的一個(gè)很小的電流值叫 Curre nt Tap er Threshold（BQ2060）（注意， 這里又涉及到了一些參數(shù)了，如 Chargi ngVoltage、Curre nt

23、 Tap er Threshold 等， 它們是 EEPROM 中參數(shù)的一部分，其實(shí) EEPROM 中參數(shù)就是這樣一點(diǎn)一點(diǎn)來 的，沒有什么難的。）其實(shí) RM 計(jì)數(shù)的電量時(shí)常不準(zhǔn)確。舉個(gè)例子：剛出廠的電池，其 FCC 是人 為設(shè)定的一個(gè)值，即LMD，假設(shè)電池實(shí)際容量為 3000mAh，而廠家將LMD設(shè) 置為4000mAh,此時(shí)充電，充滿時(shí)，RM應(yīng)該為3000mAh，但電池電量檢測(cè)芯 片多將電量從3000mAh人為地調(diào)整為4000mAh。當(dāng)然這是其實(shí)誤差，經(jīng)過校準(zhǔn) 可以消除，即所謂的Calibrate。即使校準(zhǔn)了，以后也會(huì)再出現(xiàn)不準(zhǔn)的情況，照樣 可以再校準(zhǔn)，使 RM 回歸到準(zhǔn)確的值。從上面可以看出

24、 Calibrate 的過程步驟： 這個(gè)過程如下：1. 先將電池充滿。它保證 DCR 的初始值回到 0。2. 放電放完（這個(gè)過程中不能有充電）。它保證在有效放電結(jié)束時(shí)得到正確的最 大充電電量 FCC。3. 再充電。很多筆記本電腦只顯示電量的百分比（RM/FCC），這時(shí)顯示的百分 比才有意義。 要注意即使是 100%，也不說明電池的電量就多， 因?yàn)?FCC 可能小 呀。再說說補(bǔ)償 Compensation, 說是補(bǔ)償 Compensation,不如說是 Correction。 因?yàn)闇y(cè)量不能是完全線性的，所以有EDV Capacity Correctio n。還有自放電是測(cè)不 出 來 的 ， 人為

25、 地估 計(jì)一個(gè)值， 這 個(gè)值要算進(jìn) 去， 所 以有 light discharge compensation。一、 Ti 王者至尊提到筆記本電池管理芯片，首推其霸主 Ti，德州儀器。Ti占有全球市場(chǎng)超 過 80%以上的份額， 是絕對(duì)的至尊老大， 無人能撼！ 其典型的應(yīng)用于筆記本電池 的芯片有 BQ2040 2060 208X 20Z80 等等。因?yàn)?Ti 并購了 Benchmarq 公司，所 以芯片名稱為 BQ 打頭。 BQ 的芯片在某種意義上講相當(dāng)于這個(gè)市場(chǎng)的一種規(guī)范， 從功能，性能，甚至于應(yīng)用。大家可以發(fā)現(xiàn)，你會(huì)在其他公司的芯片上發(fā)現(xiàn)到 Ti 芯片的影子，甚至是 Utility 的設(shè)置。自

26、動(dòng)或者被動(dòng)的向 Ti 靠近，或者看齊已 經(jīng)成為了一種習(xí)慣， 也是一種必然。 對(duì)于筆記本電池來講， 其基于安全性的考量 要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過成本的考量， 所以成熟的產(chǎn)品會(huì)長(zhǎng)期的使用下來。 只有在穩(wěn)定， 成熟 的前提下才可能會(huì)去考慮成本。1.BQ2040BQ2040采用16pin SOIC Narrow圭寸裝，只具有g(shù)as gauge的功能，支持鎳鎘， 鎳氫，鋰離子電池。只支持 SBS1.0協(xié)議，只可以驅(qū)動(dòng)4個(gè)LED。需要外附加一 個(gè)eeprom來儲(chǔ)存芯片工作所需要用到的參數(shù)。2040沒有Blancing的功能，另外 一個(gè) bq2040 沒有通用 GPIO 口可以用來檢測(cè)電池或者電芯的溫度，只是芯片內(nèi) 部有

27、一個(gè)sensor用來采集溫度。BQ2040同時(shí)還無法測(cè)量每一個(gè)cell電壓的功能。 當(dāng)然bq2040可以檢測(cè)pack的電壓，采用PB pin。因?yàn)?040的耐壓限制，Vsb 電壓需要低于 Vcc 的電壓，在電路結(jié)構(gòu)上，為了保證電壓檢測(cè)的精度，需要采 用 2 個(gè)高精度的 1%的電阻來分壓，當(dāng)然需要根據(jù)電芯的串聯(lián)數(shù)目來修改 PB pin 這邊分壓電阻的阻值。 在檢測(cè)電流方面， 沒有采用如同現(xiàn)在大部分芯片采用的結(jié) 構(gòu)一樣，采用 2 個(gè)專用的 pin 來檢測(cè)電流采樣電阻 2 端的電壓，而是只采用一個(gè) SR pin 與 VSS 來采集。因此可能會(huì)受到的干擾更大，精度會(huì)有影響。依據(jù)于一 些網(wǎng)絡(luò)收集的信息，

28、 2040采集電壓是 11bit ADC ，采集電流是用 12bit 的 VFC。 bq2040 監(jiān)測(cè)電壓與電流無法達(dá)到更高的精度，同時(shí)在校準(zhǔn)電流的時(shí)候會(huì)經(jīng)歷漫 長(zhǎng)的時(shí)間。bq2040需要搭配另外一個(gè)保護(hù)芯片，通常為 1414和8254。1414和 8254經(jīng)過長(zhǎng)期的使用，足以可說明其具有極高的穩(wěn)定性，但是一些弊端也明顯。 比如 OV UV 的保護(hù)點(diǎn) ,以及 OV UV OC SC 的延遲時(shí)間不可靈活設(shè)置， UV 保護(hù) 點(diǎn)偏低，還有 OC， SC 的不穩(wěn)定性。調(diào)節(jié) OS SC 的大小，需要采用其他的方法 來實(shí)現(xiàn)。另外在 EDV 補(bǔ)償方面，只有 EDVF EDV1 。不可以動(dòng)態(tài)調(diào)整。不可否認(rèn) b

29、q2040 在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)是一個(gè)非常有代表性的芯片，他具備 了一個(gè)gas gauge芯片的基礎(chǔ)模型。同時(shí)也正是因?yàn)?414和8254的成功，bq2040 甚至一直延續(xù)到現(xiàn)在仍然在批量出貨。二：BQ2060bq2060采用28pin的ssop圭寸裝，相對(duì)于bq2040比較，增加了 12個(gè)pin。首 先增加了對(duì)pack內(nèi)單cell電壓的檢測(cè)，提供了可以對(duì)pack溫度的檢測(cè)。同時(shí)為 了減少功耗，采用cvon Pin來控制一個(gè)mos來分配檢測(cè)的時(shí)間，不檢測(cè)的時(shí)候， 就暫時(shí)關(guān)段檢測(cè)通道（大概可以減少 30uA 左右的功耗）。增加了 HDQ 通訊， LED顯示方面支持4或者5LED顯示。bq2060對(duì)

30、電流，電壓，溫度的檢測(cè)采用 15bit的ADC （bq2060好象只有1個(gè)ADC），檢測(cè)電壓方面，因?yàn)?bq2060芯片 本身耐壓得限制（最大6v），采用電阻分壓的方法。2060做了規(guī)定，cell3，cell4 分壓比例為 16： 1， cell1 cell2 分壓比例為 8： 1。精確的分壓依賴于高精度的電 阻（1%），同時(shí) 698K 與 1.5兆的電阻葉有效的限制了浪涌電流，很好的保護(hù)了 IC。需要注意的，cell3和cell4的測(cè)量最大電壓20v，cell2，cell1測(cè)量最大電壓 為10v，但是這并不是2060ICpin的最大耐壓。bq2060在電壓檢測(cè)精度方面不會(huì) 很高，尤其是對(duì)于c

31、ell3和cell4電壓的檢測(cè)。這個(gè)主要源于分壓電阻的精度和電 壓 的 檢測(cè) 方 式。 VCELL4=Vn4-Vn3 VCELL3=Vn3-Vn2 VCELL2=Vn2-Vn1 VCELL1=Vn1-Vsr 我們可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)測(cè)量 vcell4 的時(shí)候，因?yàn)榉謮弘娮璧木?而帶來的誤差將會(huì)達(dá)到最大化。bq2060檢測(cè)電流方面，通過SR1 SR2這2個(gè)PIN 來檢測(cè)sense resisto倆端的電壓。與2040最大的區(qū)別就是將這2個(gè)pin獨(dú)立了 出來，同時(shí)在外圍電路增加了 RC濾波電路。在電流檢測(cè)精度方面，校準(zhǔn)后，誤 差很小，基本上在5-10個(gè)mA以內(nèi)。檢測(cè)電流部分，需要注意采樣電阻的選擇， 一

32、般應(yīng)該選擇10-20mohm。阻值太大，檢測(cè)分辨率會(huì)增加，但是自身功耗會(huì)增 加，阻值太小則檢測(cè)電流的精度會(huì)下降。另外注意對(duì)此電阻的溫漂特性的關(guān)注， 當(dāng)然越小越好。在layout方面，這里至關(guān)重要，2條電流檢測(cè)線，盡量平行，等 長(zhǎng)，最好via的數(shù)目都保持一致。溫度檢測(cè)方面，bq2060采用了 K氏溫度單位，需要注意單位的換算。需要提及的Thermistor一定要用膠緊緊貼在cell上。因?yàn)?容量的補(bǔ)償將會(huì)非常依賴于所測(cè)得的溫度。 提到容量的補(bǔ)償， 這個(gè)其實(shí)就是整個(gè) 所謂 GAS GAUGE 真正核心的地方。不同溫度，放電電流，終止電壓，不同老 化程度的cell，所得到的補(bǔ)償是不一樣的。bq206

33、0在2040的基礎(chǔ)上作了修正， EDV也更名叫做CEDV，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。所謂動(dòng)態(tài)補(bǔ)償與固定補(bǔ)償?shù)膮^(qū)別，在 于動(dòng)態(tài)補(bǔ)償可以當(dāng)時(shí)根據(jù)放電電流，溫度，內(nèi)阻，老化因素等的參數(shù)來調(diào)整 EDV2， EDV1， EDV0 的數(shù)值，而 EDV2 的大小會(huì)關(guān)系到 FCC 的計(jì)算。而計(jì)算 EDV2， 1， 0 是通過一個(gè)函數(shù)式，需要通過對(duì) cell 做實(shí)驗(yàn)，然后利用數(shù)學(xué)工具 Mathcad計(jì)算出來。所做的實(shí)驗(yàn)主要是 cell在高溫，常溫，低溫3種溫度下進(jìn)行 輕載和重載放電實(shí)驗(yàn)，然后通過Ti提供的Utility EV2200-60將SBS寄存器的數(shù) 據(jù)Log下來。通常在低溫的時(shí)候，RSOC會(huì)跳變比較厲害，比如會(huì)突然從