8.4. Электронные модули «разумных» аккумуляторных батарей

Фирмы и компании, выпускающие микросхемы контролле­ров зарядных устройств, контроля емкости и другие, производят как микросхемы, используемые в электронных платах «разум­ных» или смарт-батарей, так и готовые модули. Такие модули поставляются производителям аккумуляторных батарей. Чтобы издержки производства были минимальны, обычно их делают универсальными, пригодными для установки в никель-кадмие­вые, никель-металлгидридные и литий-ионные батареи.

В качестве примера рассмотрим конструкцию модуля смарт-батареи bq2145 производства фирмы Unitrode. Но для на­чала вспомним о его назначении. Модуль смарт-батареи посто­янно следит за ее состоянием, точно определяя ее тип, емкость и состояние. При установке ее в зарядное устройство эти данные передаются на его контроллер, который выставит оптимальный режим заряда, произведет его и отключит батарею по его окон­чании.

На рис. 8.10 изображена схема подключения модуля bq2145.

Основой модуля является микросхема контроля емкости bq2945. Помимо нее схема имеет микросхему EEPROM памяти (электрически стираемое постоянное запоминающее устройст­во), пять светодиодов для индикации емкости батареи вне заряд-

Элементы

В-

В+

bq2145

Р-

РАСК+

РАСК-

Нагрузка

Зарядное устройство

Рис. 8.10. Схема подключения модуля bq2145

Корпус батареи

158

Схемотехника зарядных устройств

Схемотехника зарядных устройств

159

ного устройства. Модуль может быть установлен внутри ни­кель-кадмиевых, никель-металлгидридных или литий-ионных аккумуляторных батарей длиной 63 мм (2,5 дюйма) и толщиной 18 мм (0,7 дюйма). Связь с хост-устройством, например, заряд­ным устройством, осуществляется по протоколу SMBus. Основ­ными выводами модуля являются:

В+ — плюсовой вывод батареи, плюсовой корпусной вывод;

Р - минусовый корпусной вывод;

С — вывод сигналов синхронизации шины SMBus (SMBC);

D — вывод сигналов данных шины SMBus (SMBD);

В — минусовый вывод батареи.

Примечание: допуск резисторов R4, R5, R11 составляет ±1%

Рис. 8.11. Принципиальная схема модуля смарт-батареи bq2145

Кроме этих выводов имеются два контрольных вывода — СР1 и СР2. На рис. 8.11 приведена принципиальная схема элек­тронного модуля смарт-батареи bq2145. Тип батареи и количест­во в ней элементов задаются сопротивлениями резисторов R5, R11, R4(табл. 8.6).

Таблица 8.6

Тип батареи	Кол-во элементов	Сопротивление резисторов, Ом
		R5	R11	R14
Литий-ионная	2	301 к	86,5к	100к
	3	499к	909к	100к
	4	698к	909к	100к
Никель-металлгидридная	6	499к	162к	100к
	8	698к	402к	100к
	9	806к	604к	100к
	10	909к	909к	100к
	12	909к	1М	86,5к

Модуль позволяет проверить состояние батареи вне зарядно­го устройства. Если нажать на кнопку SW1 «DISPLAY», будут светиться несколько, в зависимости от емкости батареи в теку­щий момент времени, светодиодов, которые отображают ее ем­кость с шагом 20 %.

Для работы с модулем поставляется специальная плата ин­терфейса EV2200-45 для его подключения к последовательному порту любого АТ-совместимого компьютера. Поставляется и программное обеспечение, обеспечивающее контроль процесса заряда и разряда батареи, а также ее емкости на дисплее ПК.