便携式设备电池管理策略与应用设计

一个项目，12V电池组，平均放电电流5-8A，峰值10A，EOD：9V，要求做放电终止控制，但问题是，静态功耗可以达到多少？因为电池可能发货后，经过很长时间，如果静态电流太大，会造成电池过放电。

A9：总体上看，NiHM的自放电率是比较高的， 最好也就是起标称Ah容量0.001-0.002%。过放保护终止电路的静态功耗（电流）可以参考自放电电流设计（如果比自放电小得多没有实际效果）。从你的电池看，几十uA的静态电流不会有问题。

MAXIM有很多基准+比较器组合可以工作在1-2uA，慢速（基本上是静态）驱动NMOS或PMOS均不需要太大电流。再小心设计供电环节的耗电，这个电路应该可以做到10uA。

Q10：充电器和电池保护电路的融合已经实现了吧!?

很多家公司都称自己的充电控制IC是集成方案，带智能保护。为什么专家还拿出来讨论，称部分融合，难道还需额外的保护电路?

A10：的确，包括MAXIM在内的许多家公司都有这种带有保护功能的产品。实际的融合的困难不在于电路设计，而在于对安全管理的尊重和行业分工习惯的延续。设计和制造带有滇池保护功能的芯片很容易，甚至也可以做到在同一个硅片上实现保护部分和充电控制部分的单点故障安全。但即使是这样做了，与由电池厂家在电池内部配制独立的保护电路比较也没有多大的成本优势。只有小电池和少量的不允许用户换电池的应用在使用没有内置保护电路的电池。从行业分工看，采用带有内置保护的电池包将由电池厂负责电池包的安全设计，责任划分清晰。如果把充电及保护一体化到一个芯片里，则这个芯片与电池的安装关系需要保证靠近和不可被轻易改动，基本上需要放到电池包里。这将带来散热、通用性以及与通用性有关的成本控制等一系列问题。电量计与保护电路的融合的实际推广高于充电器与保护电路的融合，而利用电量计可以完成充电的判决功能、可以认为是一种部分融合。

Q11：单节电池保护芯片。

请问保护芯片中功耗的问题有多重要呢？什么才是设计中最重要的问题呢？在单电池保护芯片的设计中，您认为应该注意哪些问题呢？

A11：尽管听起来不是设计人员所关心的，我不得不承认低成本设计是真正的问题。欠压、过压和过流（充/放）的设计要求及实现是明确的，需要注意的是在电压较低时如何保证廉价MOSFET的有效导通、是否或如何提供电流的比例输出。

电流比例输出目前尚未成为惯例，但是从长远看这个比例输出可降低系统成本。由于牵涉到的设计人员层面太多，推动使用这个比例输出的成本和回报不成比例，从商业角度出发，恐怕需要留给那些大腕儿公司或理想主义者先行。

Q12：衡量保护及计量管理芯片的计算准确性哪些确切指标?

各个厂商都说自己东西好，有这有那的专有技术。请教专家有哪些公认的指标或对比方法啊?

A12： 对保护电路的衡量比较简单，一般看静态的动作关键点，例如过压、欠压和过流的动作点；其中过压还要看其温度系数如何。在讲究一些要验证其瞬态相应的情况和抗过压能力；但这不需要太精确（一般化学过程的时间很长，如10ms， 因此动作慢些不会是问题）。实际上真正有意义是比较在低电压时保护电路的导致的电阻增加。这方面性能最好的是带有可根据负载情况启动电荷泵、推动NFET的保护电路，但由于成本不具优势、实际没有广泛使用。另外还可以观察在低电压充电时是否有连续打嗝动作。负责任地讲，很难确切评价电量计及其计算。

首先得把电量计硬件和残余电量计算分割开评价。就硬件讲，可对比的内容比较明确，包括：潜流门限、静态和动态耗电（与电流采样方案有关）、采样的密度和自主工作计数器的配备（牵涉到是否频繁需要主机支援以及是否可粗略按放电电流和温度分段进行电量积分）。

在有了合适的硬件之后，软件是否能真的利用硬件采获的数据也是个很大的挑战。电池从制造完成就开始一点点偏离其原始参数，能否有效地提供参数修正对残余电量计算的有效性至关重要。从目前资料看来，可以支持OCV算法的电量计的实用性和效果最好。

Q13：镍氢电池和锂电池在管理上面有什么区别?

镍氢电池和锂电池在管理上面有什么区别，尤其是充电管理的时候。还有，如果没有充电管理芯片，那么1C充电至充满的时候，两种电池的电压变化率和正常充电的时候的差别有多少？

A13：这两种电池的充电管理差别很大。大致可以认为NiHM电池的充电管理比锂电池（离子和聚合物，下文将直接使用锂2电池、注意不要混淆为真正意义上的锂一次电池）的充电管理复杂、而锂2电池的充电管理严格。这些差异都与追求高效有关、与快速完成充电和尽可能延长电池寿命有关。大致可以