便携式设备电池管理策略与应用设计

Q1：如何检测电池电压？

在我的应用中，需要动态地检测电池的电压。而我的系统限制只能提供一个数字I/O。请问我如何才能有效的检测该参量？

A1：从工程角度讲，我建议你增加一个可以利用单个I/O通信的器件来实现电池电压测量等功能的芯片，如Maxim的1-wire电池管理器件DS2762或ADC芯片DS2450。

做为技术的讨论，如果这个数字I/O是唯一的资源、系统有计时器可用和打算在软件上花些功夫，还是有可能粗略测量电池电压的。具体的做法与能提供的I/O输出的逻辑电平有关，要用到输出和输入两个状态。这个方法需要用输出0电平和电源电压为电压标准值，用输入的甄别门限Vt作电压检测。

测量时首先把I/O设为输出逻辑0(Vz)，通过一个电阻R1使一个电容C上的电压下降到比I/O当作输入时的逻辑高电平门限值还低的初始值，这个电容通过R2与拟测量电压E的电池上。平衡后电容上的电压VC即Vz和E的压差经过R1和R2电阻串的分压结果。这个I/O除了通过R1与这个电容相连外，还需要通过一个电阻RV上拉到电源电压。然后把I/O从输出改变为输入，同时开始计时。由于RV的上拉作用，电容上的电压将逐渐上升。待I/O输入看到的电压上升超过高逻辑电平时，停止计时。这个过程中计时器所计到的持续时间T与Vz，E和Vt有关（但不是直线关系）。做为逻辑器件，Vz、Vt都不会很稳定，因此这个办法只能得到非常粗略的电压值。

Q2：自恢复保险丝与一次性保险丝怎样选择？

相对于一次性保险丝而言，自恢复保险丝可靠性较差，响应时间较长，而且额定电流做不高；为什么目前的电源设计中多采用自复保险丝？是不是行业标准或者国家标准建议使用？

A2：首先，也不是所有一次性保险丝都快，例如砂管保险丝就慢得很。如果我为电源产品选择保险丝，只要功率不是很大，我会选自复保险。最主要的原因是不会因为意外损坏招致退货或者返修；如果连自复保险都烧坏了，客户大概也不好意思找我了。其二是自复保险丝的连续运行寿命长，基本不存在影响实际应用的老化。对于中小功率电源，基本上其电路元件都有足够的裕量和内在的限流机制，等着自复保险断路是没有问题的。较大功率的恐怕是不行的，如果不做考虑、短路浪涌就可能烧坏很多部件。另外，从机理上看，如果电流太大，接触分离的过程就很可能烧毁自复保险。

我不能确定你讲的可靠性差是不是也包括了动作电流不准、断流不彻底等问题，还是只是失效率高。我估计前两项是受其工作机理限制，应该是赶不上一次保险丝的。失效率高的问题不应该，如果与其发热有关、至少可以通过选大一点的动作电流可以改善。

我没有见过规定采用自复保险的标准，只是有些标准规定了发生过流时的动作或是不是要自复。如果要求有自复功能，肯定选自复保险要比自复电路来的便宜。

Q3：电池保护电路， 对于电池保护板的测试如何进行？需要什么仪器设备？

A3：测试需按生产过程品质保证和设计特性验证两个方向设计；其中一个侧重产能效率和关键参数，另外一个则以实用、全面为目标。一般更需要关注生产测试设备；如果贵公司计划大量生产，最好是自制若干专用装置配合一般标准设备（直流电源、数字面板表）即可高效率地完成生产测试。可由自制设备完成电压、电流的简单扫描以及触发电压、电流的短时间保持和显示即可（此处考虑测量2个电压门限、1或2个电流门限和耐压能力）。

Q4：关于多串电池提前报警问题。

我是做锂电池保护回路的，我想问下专家现在有没有对多串锂电池保护和容量低时提前报警的IC，因为现在锂电池保护IC中多是只针对锂电池保护设计，没有考虑到用户使用时提前报警的问题，我想寻找一款能在单体电压保护前就能提出报警的IC。

A4：可以肯定地讲，目前没有这样的芯片。

目前可以提供类似功能的通常是一些“系统”，而不是芯片。形成这个局面的原因一方面与锂2电池排的“高贵”历史有关，另外一方面也与电池残余电量估测的复杂性有关。锂2电池的放电量与包括温度、放电电流在内的放电条件，短期历史表现均有很大关系；需要不断的自修正方可比较有效地估算残余电量。这样的系统在笔记本和高档PDA里面都可以见到。基本上的方法都是采用电量计配合参数修正的办法，如OCV修正法等。

Q5：请问对于两节干电池的升压芯片都有哪些？

我现在做得一个系统，用两个干电池供电3V，但是其它部分还需要5v、12v的电源，电流可以小点，能否提供一些常用的芯片呢？

A5：用2节干电池产生3V的条件比较特别；新电池开始使用时有一段时间需要降压，以后的大多数时间里要进行升压。选择一个电源组合还需要更多的参数，如