一款真正的智能電池是什么樣的？

近來，從事電池行業(yè)前景可觀——當(dāng)然，我們了解的大多是可佩帶產(chǎn)品、智能手機(jī)和微型無(wú)線耳機(jī)，但是在手提產(chǎn)品的另一領(lǐng)域，創(chuàng)新層出不窮。它就是大型電機(jī)應(yīng)用，其領(lǐng)域涉及交付或工業(yè)無(wú)人機(jī)、電池備份和儲(chǔ)能系統(tǒng)以及電動(dòng)自行車和摩托車。

這些產(chǎn)品具有極高的市場(chǎng)溢價(jià)（具有充分理由）。它們具有健壯性且使用壽命長(zhǎng)，適用于尋求與價(jià)格匹配的優(yōu)質(zhì)體驗(yàn)的消費(fèi)者。

對(duì)于為這類應(yīng)用提供動(dòng)力的電池組，需要搭配一種監(jiān)測(cè)解決方案。bq76940和bq76925等產(chǎn)品適合用來捕獲特定電池的關(guān)鍵模擬信息并通過繼電器傳遞到微型控制器中，此微型控制器可以是我們的預(yù)編程電量計(jì)(bq78350-R1)或是由MSP430?微型控制器自行制成的產(chǎn)品。

每個(gè)電池系統(tǒng)需要考慮的另一個(gè)首要事項(xiàng)是如何控制充電和放電。時(shí)機(jī)正確時(shí)，這兩種動(dòng)作都能夠簡(jiǎn)單完成，但是在設(shè)計(jì)時(shí)，每一步都要考慮到可能暫時(shí)（或永久）阻止其中一種或兩種動(dòng)作發(fā)生的情況。例如，已充滿電的電池組可能會(huì)連接到質(zhì)量一般的充電器，而充電器無(wú)法感應(yīng)到電池組已充滿，又例如，已完全放電的電池組可能需要脫機(jī)以防元件過時(shí)效和系統(tǒng)使用壽命縮短。

其簡(jiǎn)單的解決方法是驅(qū)動(dòng)電池組“低”側(cè)的電源FET，我們大多數(shù)的中高壓監(jiān)測(cè)器中都已內(nèi)置該功能。FET緊鄰電池的接地側(cè)，方便其輕松開關(guān)，原因是這通常會(huì)生成10-14V的電壓。再加上兩個(gè)Zener二極管，基本上就已經(jīng)完成了！我的設(shè)計(jì)師同行可能會(huì)反駁我的方法過于簡(jiǎn)化，但是這就是我的方法。

但是，該方法也有一個(gè)極大的缺點(diǎn)。當(dāng)FET關(guān)閉時(shí)，電池和系統(tǒng)接地不再通過電氣連接。由于缺少共同接地導(dǎo)致電池微型控制器很難與外界通信，沒有使用絕緣技術(shù)使得產(chǎn)品變得昂貴和耗電。

還有一個(gè)更好的解決方法—碰巧成為所有已售筆記本電池組的通俗標(biāo)準(zhǔn)—驅(qū)動(dòng)“高”側(cè)的電源FET。您不難猜到，這樣做需要將FET放置在電池槽的另一端，即最高元件的正極端子和系統(tǒng)電源軌之間。由于共用電池和系統(tǒng)接地，所以兩者可以隨時(shí)自由通信，無(wú)論是否允許充電和/或放電。

P溝道FET并不是大功率高壓應(yīng)用的極好選擇，因?yàn)槠渥陨淼膶?dǎo)通電阻較高，所以N溝道FET是可能的最佳選擇。有一點(diǎn)是需要您權(quán)衡的，您必須利用電壓大約為10-14V的低端電池生成比電池槽還要高的電壓。在設(shè)計(jì)用于筆記本電池的產(chǎn)品中生成這樣的充電泵已屬不易，而要在 24V、26V、48V甚至60V電池中進(jìn)行這一步操作就更加不簡(jiǎn)單—在電動(dòng)自行車等電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用中，其強(qiáng)大的瞬態(tài)波動(dòng)可能會(huì)使感應(yīng)沖擊時(shí)的電壓加倍，這也是需要解決的另一個(gè)難題。

這就需要用到bq76200，它是德州儀器首個(gè)專用于高電壓應(yīng)用的高端電池FET驅(qū)動(dòng)器。該驅(qū)動(dòng)器的集成電路(IC)設(shè)計(jì)穩(wěn)健，低功耗，最大可承受100V的電壓，并且能夠獨(dú)立驅(qū)動(dòng)FET進(jìn)行充電和放電。同時(shí)，我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)也充分開發(fā)出它的最大靈活性。它可以與18V-60V范圍內(nèi)的電池槽配合使用，適用于小容量和大容量的元件，也適用于并聯(lián)連接的一個(gè)和多個(gè)電源FET。bq76200是對(duì)bq76940、bq76930和bq76920電池檢測(cè)器以及bq78350-R1電量計(jì)的完美補(bǔ)充；由于控制界面簡(jiǎn)單，它能夠與市場(chǎng)上各種類型的MCU輕松匹配。

bq76200解決了離散充電泵電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性受限的難題，以實(shí)現(xiàn)高端FET驅(qū)動(dòng)。它提供了設(shè)計(jì)師們?cè)O(shè)計(jì)出全世界最好產(chǎn)品的可能：一款真正的智能電池，既能實(shí)施保護(hù)和確保使用壽命，又能與系統(tǒng)全天候不間斷協(xié)作。

原文鏈接：https://e2e.ti.com/blogs_/b/fullycharged/archive/2016/02/01/why-high-side-vs-low-side-fet-switching-matters