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引言

 

传统电量计面临的最大挑战之一是，要想获得最佳的电池SOC精度就要求对特定应用条件下的每个电池进行全面的特征建模和分析(图4)。这就使其难以满足快速TTM目标，因为客户必须要么自己进行复杂的特征分析，要么将电池发送给电量计厂商。最新版本的锂离子电池运输安全规范(例如UN 38.3)将物流工作变得非常麻烦。在收到电池之后，电量计厂商需要花费2至3周的时间进行测试以及分析结果。

 

系统设计师还必须解决与锂离子电池操作相关的安全风险，处置不当就会造成灾难性后果。符合IEC/UL 62368-1等安全标准越来越重要。电子设备的?；び治绯毓芾砉淘黾恿硕钔獾母丛有?。

 

对于大批量应用，系统设计师还必须降低售后市场克隆电池的安全风险，这会影响系统安全性。安全认证器可防止此类克隆行为。

 

最后，最终用户希望系统能够在两次充电之间运行较长的时间(以及保证较长的储存期限)。这时候低静态电流就非常重要，可最大程度减少电池电量的浪费。

 

本设计方案回顾了运动摄像机(图1)供电面临的挑战，并提出一种能够克服此类困难的创新、高度集成的电量计和?；C方法。

 

图1. 工作中的运动摄像机。

 

SOC精度挑战

 

电池SOC在0 (电池空电)到100% (电池满电)之间变化，并决定设备的续航时间。电池模型较差带来的严重后果之一就是SOC不准确，进而造成估算的运行时间不准确。典型运动摄像的用例模型包括70分钟的活跃状态(包括4k视频录像、WiFi或GPS等活动)和90天的不活跃状态(例如假期过后束之高阁)。如果设备在活跃模式下的耗流为1300mA，在为期90天的不活跃模式下的耗流为0.1mA，那么将消耗总共1733mAh，正好是最新型运动摄像机电池的大致容量。为避免设备意外或过早停止工作，就必须准确预测电池SOC。10%的SOC误差就会造成173mAhr的偏差，相当于8分钟的活跃时间或2个月的不活跃状态。

 

The IQ 挑战

 

虽然看起来有些应用好像不太在乎静态电流，但是许多系统设计师非常注意将电池漏流保持最小，以确保设备在不活跃状态或储存期间不会耗尽电池电量。

 

非活跃运行时间周期挑战

 

除SOC和运行时间精度外，运行时间周期也同样重要。在非活跃模式下，相同电池可能维持长达24.1个月。功耗为40µA的典型电量计将缩短大约6.9个月的电池非活跃状态运行时间，这是不可忽略的时间量。

 

储存期限挑战

 

A 40µA 静态电流时，12个月将耗费可观的346mAh。另一方面，由于运输安全规范的原因，摄像机电池在运输时可能只有30%或520mAh的电量。在摄像机经过运输以及存放在仓库或货架上12个月之后，静态电流将耗费剩余电量的66%。

 

面临如此高的静态电流，有两个选择。

 

一种选择是储存期间保持电量计“打开”，从而保证SOC精度但损失电量。该项选择会造成用户体验较差，因为客户在使用设备之前必须对其进行充电。

 

另一种选择是关闭电量计。此时能够节省电量，但开机时的SOC不准确。电量计需要经过几小时的时间才能重新学习电池容量状态。此时的风险是用户可能在某个任务中途遇到问题。

 

安全挑战

 

锂离子/聚合物电池由于具有极高的能量密度、最小的记忆效应和较低自放电，在各种便携式电子设备中非常普及。但是必须小心谨慎避免此类电池过热或过充，以防损坏电池。这有助于避免危险隐患或爆炸事故。用普通的欠压(UV)?；だ赐Ｖ狗诺?，这样效果不佳，因为它可能被很短的放电脉冲触发。而大多数分立式保护器不监测电池温度。因此，我们需要更严谨的?；し椒ā?/div>