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电池电量计的工作原理及使用

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  您可能听说过“电量计一点通”、“使用方便的电量计”、“电量计附加值产品”,甚至是“只需轻松点击即可使用电量计”等宣传措辞。事实上,要制作出“好”的电池电量计绝非易事,但是德州仪器的工程师们成功地将电量计初始配置简化,您只需要借助电池组背面的信息即可。在这一篇文章中,我将解释如何读取标签上的数据、这些数据的含义以及在初始配置过程中如何使用这些数据。

  德州仪器电量计系列配备了Impedance Track?技术“简便”算法,支持进行此类配置。事实上,算法本身并不简便。我们称之为“简便”是因为我们希望系统工程师在配置电量计时觉得过程简便。

  基本上,电量计至少需要了解您的电池容量,什么构成充满电,什么构成容量为空(针对您的系统)。

  第一个参数被称为设计容量(DC)。它是表示电池具有的标称可用能量的一种度量单位,单位表示为毫安时(mAh)。标签通常包含最小值和标称值。

  图1中,3300mAh是本博客中介绍的电量计配置时使用的常用设计容量值。

  如何简化电量计的使用?

  图1:单体电池组的背面标签

  除设计容量外,配置德州仪器电量计——INA226AIDGSR时还需要设计能量(DE)。设计能量与设计容量类似,但是它的单位为毫瓦时(mWh)。在图1中可以看到,该电池组的常用设计能量为12.6Wh (12,600mWh)。请注意设计容量(mAh)和设计能量(mWh)之间的关系用标称电压表示。此例中,3.8V x 3300mAh = 12.6Wh,即电池组上列出的另一个值。

  第二个需要观察的参数是最大充电电压。该参数实际上是图1中所列的“充电限制电压”,表示对电池充电时的最大安全电压。

  实际上,该参数与电池电压档案(也称为开路电压[OCV])之间有直接对应关系。使用bq27441、bq27411或bq27421等Impedance Track电池能量检测器时,请留意确切的常用部件编号(GPN),确保延伸部分与正确的充电电压匹配。

  使用bq27426、电池电量计时,该产品发送一次性I2C命令,启用与您计划使用电池的最大充电电压对应的正确的化学档案,进行OCV选择。在图1中,该值为4.35V。因此,假设您计划使用bq27421,请确保选择bq27421-G1B,该产品会根据可充电至4.35V的电池预设电池档案。

  下一条您需要了解的内容是您系统中电池怎么样才是充满状态。要了解该内容,必须配置锥度率,锥度率表示当到达电池充电后期时,充电器的电流发生锥度的参数。根据经验,该值是原设计容量的十分之一,通常表示为C/10。锥度率以0.1小时为单位,因此C/10意味着您应该将锥度率设置为100。再次以3300mAh电池为例,它表示330mA的锥度电流。

  最后,要完成电池电量计的初始配置,您需要让电量计知悉何种压力在您的系统中代表“空”。它指系统的最小工作压力,通常在3V~3.4V之间。将该值编程到电池电量计的终止电压中,以毫伏为单位。

  设置好设计容量、设计能量、终止电压和锥度率,以及与正确充电电压对应的正确部件编号后,您的电量计即可开始运行。Impedance Track技术将确保Qmax在运行时正确更新,许多依赖于Qmax的其他参数也将相应定标。

  要查看分步介绍,请参见与您选择的电量计相对应的快速入门指南。例如,可访问链接bq27421-G1快速入门指南。或者尝试与您喜爱的电量计随附Battery Management Studio (bqStudio) GUI的中的参数Q&A向导。