鲁思慧 本文主要通过精确的电池信息中的关键特征及图表，分析出智能电池监视器在无线手持系统中设计制造中的重要性和必不可少。 无线通信和数据在新一代手杌和pda中的融合为再—次的生产力飞跃创造了条件。随之而来的将是经济增长和全新的工作生活。在便携式计算领域，pc笔记本曾经扮演了类似的开拓者角色；电源的耗尽以及与之相应的数据丢失的不确定性成为广受关注的问题之一，这个问题随着智能电池技术的采用而得到了缓解，这是因为该技术关键是能精确跟踪使用情况并能预测运行时间。而今天，大多数手持产品制造商放弃了精密电池监视电路。这主要是源于一些对精密电池需進行监视的不理解或甚至是错误认识。但是，这些不理解或甚至是错误观念不应继续阻碍或牵制设计者与时俱进或接受新跳战。目前ds276x和ds277x系列产品在各种温度、速率和老化状态下精密地监视着电池可用寿命，这就使手持系统从尺寸较小动的电池中取尽可能多的吸取能量，同时又降低了数据丢失的风险。 据此，有必要阐明智能电池监视器在无线手持系统中的应用特征，以便使无线手持系统的制造商用与设计者能与此俱进。 精确的电池信息会增加运行时间 无线手持系统要求不断增加的存储容量，则意味着应用程序和用户文件将被保存在易失型ram存储器中。电池功率的丧失会给用户生成或购买的文件造成损毁。一些系统采用可充电钮扣电池在主电池放空或断开时给存储器供电，但是，即使是这种电池中最大号的也仅有25mah的容量，保护存储器的时间不会长于1天，而且，—般钮扣电池持有的电量通常低于5mah，只消数个小时就会耗尽。因此，以数据为中心的无线手持设备必须在主电池完全放尽前及时关闭，以确保电池个有足够的剩余电量来保护存储器中的内容，直到有充电器接入。多数用户要求主电池至少能够使用5天，如10天以上更好。理想情况下，多功能手机或无线pda中的电池在停止使用时应该从其900mah至2000mah的总电量中留出100mah至200mah的剩余电量。 举例来讲，假定某应用要求150mah的剩余电量。从图1中的+20℃曲线表明，选择3.5v的截止电压就能给电池保留适当的剩余电量。然而，0℃和+40℃曲线却并非如此，如果电池比较冷(0℃曲线)，电压会确所下降。采用3.5v截止电压将导致400mah的剩余电量，而用于工作的还不到600mah。与此相反，电池较热时电压会上升。此时的剩余电量将不足100 mah (+40℃曲线)。 再分析负载电流。应该说负载电流变化所造成的影响也很显著。用图2中的曲线显示出三种不同放电速率下的电压变化曲线：c／2，c／5和c／10，其中c等于电池的电荷容量。 曲线表明，到达3.5v截止电压时，剩余电量由c／10的200mah。如果将截止电压提升至3.6v，以确保c／10负载条件下有足够的剩余电量，那么三种放电速率下的剩余电量将在150mah至400mah间变化。因此，试图通过提升截止电压来增加剩余电量的做法将使电池遭受巨大的损失。 而电池的老化也会使放电曲线发生变化，尽管不太明显。电池老化效应因电池而异，并且不同制造商的产品会有显著差异。而且，程度较浅的放电循环和深度放电循环所造成的老化效应各不相同。从图3显示出电池经过500次循环后，总容量中的150mah永久地丧失了。这只是在此特定应力条件下某个电池的一个实例。重复性深度放电所致的老化效应给剩余电量带来的影响大约在50mah早75mah。从以上跟踪电池温度、放电速率及老化效应的三个精确信息指标的变化，可以显示出，它们对电池增加运行时间至关重要。 智能电池监视器是最佳电量测量手段 上述涉及了剩余电量的问题，那末电量是如何测量的呢?目前，电量测量手段可以有多种，值此可作以下比较。 * 通过查询表格的办法可以补偿温度、放电速率和老化效应所造成的终止电压的大幅变化。然而，这种方法很容易出错，而且还要求测量温度和电流。为保证精度，电流和电压应同时测量，以确保终止电压数据与一定的放电速率相符合。正是由于这个原因，许多基于电压的电量检测手段并未考虑放电速率。如果只考虑电压和温度，需要建立一个二维查询表格来保存额定电池参数，以便用来估计剩余电量。这种方法在整个温度范围内将会产生20%至40%的误差。 *由于基于电压的检测手段精度有限，一个常用的替代方案是采用比实际需求更大的池。但这会影响手持设备的尺寸，因为对于这些设备来讲，尺寸却是一项很关键的竞争因素。还有另外一些替代方案使用小电池，但是它会缩短运行时间或者增加了数据丢失的风险。 *最佳选择是采用一个智能电池监视器(例如ds276x和ds277x系列)，这种方案在不增加手持设备尺寸和数据丢失风险的条件下有效延长了运行时间。那智能电池监视器又是如何工