可编程系统芯片 (PSC) 在智能电池管理中的应用

2012-08-27 04:43:04来源: 21ic 关键字:PSC  智能电池管理
   

智能电池管理系统的最大优点之一,是为系统设计人员提供管理功率的可能性。使用从智能电池管理系统获得的信息,可调整获取电池状态信息的灵敏度。例如,如果知道电池没电了,就可让管理系统提供满负荷充电电流;一旦电池充满,则可提高系统灵敏度,以便非常准确地确定充电终止点 (end-of-charge)。

智能电池管理的传统方法

传统的智能电池管理方法往往采用分立部件来实现应用。

通常采用一个模数转换器 (ADC) 来将模拟功能转换成数字格式。测量的物理参数(如电流、电压和温度) 被转换成数字格式;然后,经微控制器处理后,根据系统状态做出决定。如果电压超出规定范围或需要维持在规定范围内,所获得的信息将被回传给电池管理系统,以确保便携设备能正常工作。

实现这个用途可采用分立 ADC,其分辨率达 12 位,精度约 1%。当进行电流或温度测量时,也有同样的处理过程。市面上提供现成的电流和温度监视产品,可用于向 ADC 输出正确的电流和温度测量数值,ADC 将输入的信息转换后就可提供给电池管理系统作进一步处理。处理后,作出的数字格式结论将被转换成可用于控制某一外界物理参数 (如导通充电电容或将系统切换到备用状态) 的模拟格式。当需要在应用进入睡眠模式前保存其状态时,微控制器将在关闭系统前把应用的当前状态保存到存储器中,当重新唤醒系统时,保存的状态将从存储器提出,重新加载到应用系统中,从而使唤醒后的系统从当初退出的地点恢复运行。

一旦获得电量信息,应用设备接下来就要根据某一预设的方案,决定采取某种必要的措施。应用作出的决定可能是让闲置的设备进入睡眠模式以节省电能;也可能出于应急 (如应用已超出某些预设极限) 而关闭设备;或者,由于系统耗尽了功率,需要向其提供更多的电能。最后,应用作出的决定还可能是因系统已被切断电源,需将其切换到备用状态。通常采用成品微控制器来执行决定,然后将作出的决定转换成模拟格式并输出到系统。

如果用分立元件来实现智能电池管理系统的各种功能,视应用的复杂程度不同,可能增添数个器件。随着系统功能的增加,系统器件数量增加了,系统的设计变得越来越复杂。即使如此,仍然没有解决系统功能变更或日后可能添加功能的问题,因而无法让系统具有可延展性。虽然微控制器集成了某些功能,如内置了完成决定所需的模拟输入、ADC 和DAC、时钟电路和 CPU 核,但就系统延展性而言,微控制器不具备支持这一要求所需的可编程性和灵活性。

采用可编程系统芯片 (PSC) 实现智能电池管理


图 1 FusiON器件架构

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关键字:PSC  智能电池管理

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2012/0827/article_3129.html
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北京航空航天大学教授,国内最早从事复杂数字逻辑和嵌入式系统设计的专家。

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