幹貨 | 低成本 MCU 助力電池組係統實現強大功能
發布時間:2021-12-07 來源:德州儀器 責任編輯:lina
【導讀】電池技術發展催生了全新一代的個人電子產品。也得益於技術的進步,電動工具、diandongzixingchehediandongqichedengjuyouyankedianyuanyaoqiudechanpinyeyoujidadefazhan。rujinsuizhedaguimodeshiyong,dianchibixubiyiwangrenheshihoudouanquan,gaoxiao,hezhineng。ersuizherenmenduizhinengdianchizuxitongdegongnengxuqiubuduanzengjia,xuanzeheshide MCU 也變的越來越重要。在本文中,我們將對 MSP430™的生態係統進行深入的探討,幫助讀者了解如何利用這些功能來解決電池組係統中的挑戰。
電池技術發展催生了全新一代的個人電子產品。也得益於技術的進步,電動工具、diandongzixingchehediandongqichedengjuyouyankedianyuanyaoqiudechanpinyeyoujidadefazhan。rujinsuizhedaguimodeshiyong,dianchibixubiyiwangrenheshihoudouanquan,gaoxiao,hezhineng。ersuizherenmenduizhinengdianchizuxitongdegongnengxuqiubuduanzengjia,xuanzeheshide MCU 也變的越來越重要。在本文中,我們將對 MSP430™的生態係統進行深入的探討,幫助讀者了解如何利用這些功能來解決電池組係統中的挑戰。
電池組概述
對於基本的鋰電池保護需求,可以使用 BQ77915 等電池保護型IC,以(yi)確(que)保(bao)電(dian)池(chi)在(zai)其(qi)額(e)定(ding)溫(wen)度(du)和(he)額(e)定(ding)電(dian)流(liu)下(xia)工(gong)作(zuo)。而(er)部(bu)分(fen)設(she)計(ji)需(xu)要(yao)更(geng)多(duo)電(dian)池(chi)係(xi)統(tong)的(de)實(shi)時(shi)狀(zhuang)態(tai)信(xin)息(xi),以(yi)實(shi)現(xian)更(geng)精(jing)確(que)的(de)監(jian)測(ce)和(he)控(kong)製(zhi),這(zhe)可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)BQ76952 等電池監測型IC。
通常情況下,高端電池管理 IC 會搭載微控製器 (MCU),以進行電池管理IC配置,通信,數據處理與計算,如圖 1 所示。
圖 1:鋰離子電池組框圖
另外,當係統需要電量追蹤或數據記錄等更高級的功能時,MCU 將在係統中發揮更重要的作用。
通過低成本感應縮減物料清單
部分電池組方案,可能采用 MCU 來檢測環境信息(例如溫度)。而MSP430FR235x上所具有的智能模擬組合 (SAC) 能給該類方案提供極大的助力。 SAC 可以替代運算放大器和其他模擬信號調節元件,從而縮減物料清單 (BOM)。另外 SAC 可以不借助外部電路元件,如電阻和偏置信號,以實現信號調節與放大,減少PCB空間,並降低成本。
此外,SAC 是一種運行時可實時配置的外設,從而實現係統的動態優化和調節。例如,SAC juyoukebianchengdezengyimoshi,kegenjubutongshejijinxingpeizhi,erwuxugenggaifankuidianzuqidengrenhewaibuyuanjian。gaifangankeyijianshaowaibuyuanjiandeshuliang,congerzengjiashejilinghuoxing,bingjiangdiBOM 成本。
在電池組係統中,除了溫度檢測外,SAC 也可配置為通用運算放大器,並與12 位ADC配合使用以完成對低邊電流的基本測量。
借助高性能存儲器提高可靠性
在高性能的電池應用中, 往往需要基於長期數據的算法(例如運行狀態跟蹤和充電狀態跟蹤)。而在不確定的電源環境中, Flash可能難以支持頻繁記錄、低存儲延遲的要求,而將數據存在RAM裏往往存在著數據掉電丟失的風險。但是,具有鐵電隨機存取存儲器 (FRAM) 的 MSP430 器件可以從容應對這類挑戰。FRAM 是一種高性能存儲器技術,能同時充當Flash和RAM,可實現快速、低延遲、低功耗的非易失性存儲,而且數據可以按byte擦寫,擦寫次數接近無限次。在電池觸發過流或熱保護電路時,FRAM 的低延遲高速存儲功能可以極大降低意外斷電時數據丟失的可能性。
通過低功耗性能延長電池壽命
降低待機功耗意味著運行時間更長。MSP430 器件提供多種睡眠模式,幾乎可以滿足任何電源場景。以MSP430FR2355為例,其待機電流為 620nA,關機電流為 42nA。
SAC 的使用也有助於降低係統功耗。可以在需要時動態使能、在不需要時斷電以降低功耗。而傳統的信號調節技術采用分立式運算放大器,無論是否處於有效工作狀態,都會持續耗電。
TI也提供EnergyTrace 等軟件分析工具來觀察係統動態功耗,方便客戶的調試與優化。此外,Code Composer Studio™ 軟件和IAR Embedded Workbench中集成的超低功耗 (ULP) Advisor 工具,可以幫助客戶從代碼的角度優化功耗。
借助即用型 GUI 節省開發時間
一個全新係統的開發可能是一項挑戰性的任務。MSP430團隊提供的圖形用戶界麵 (GUI),可加快 BQ76952 的開發和調試過程,如圖 2 所示。將 MSP430FR2355 LaunchPad 開發套件與 BQ76952 評估模塊 (EVM)配套使用,您就可以詳細地了解重要電池數據。
圖 2:MSP+BQ 儀表板接口
結語
隨著功能需求的不斷增加,電池係統將趨於更高的能量密度、更高的安全性和更高的板載智能。而選擇合適的 MCU 有助於簡化產品開發流程,加快產品上市。多樣化的 MSP430 MCU 產品組合可讓您輕鬆選擇在性能、功耗和成本方麵符合您需要的器件。查看以下鏈接,了解產品信息和技術資源。
(來源:德州儀器)
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