ZHDT025 May   2017 BQ27220 , BQ27426

 

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Russ Rosenquist

无论是设计超低功耗便携式手持器件，还是远程无线电池供电传感器节点，在众多应用中，准确测量、预测和报告电池荷电状态、电池健康状态及剩余器件运行时间的需求都变得越来越重要。

例如，许多物联网 (IoT) 应用都需要部署由互连的超低功耗电池供电器件组成的可靠网络。更具体地说，部署在工厂内外的工业现场仪表和数据采集 (DAQ) 系统，使用远程监测器在各种环境和运行条件下感知信息，并将其报告给主机系统。准确监测远程仪表电池的荷电状态和健康状态对于实现和保持可靠的物联网网络至关重要。

借助 TI 的高级传感器和低功耗连接组件等新技术，制造商就能够设计无线电池供电系统，显著提高可靠性和性能，同时降低部署复杂性和成本。TI 的电池管理产品系列包含众多产品，用于确保对此类系统进行高效、可靠和正确的监测和运行。

例如，TI 的 bq27426 和 bq27220 电池电量监测计只需极少的用户配置和系统微控制器 (MCU) 固件开发工作。尽管这些产品的标准配置面向更高电流、更大电池容量的应用（例如智能手机），但正如应用手册《通过缩放实现低电流应用的高分辨率电量计量》中所述，它们同样支持电流更低的应用。

基于 TI 的 SimpleLink™ 超低功耗无线 MCU 平台，适用于低功耗工业物联网现场计量场景的增强高精度电池电量监测计参考设计利用无线物联网、低功耗 Bluetooth®、4 1/2 位、100kHz 真正 RMS 数字万用表参考设计（图 1 展示了其方框图），演示了如何在低电流应用中提升 bq27426 电量监测计的精度与性能。

无线 DMM 方框图图 1 无线 DMM 方框图

通过适当缩放外部电流感应电阻器和 bq27426 的各种电池特性参数来提高 bq27426 电流测量分辨率，即可实现上述性能提升。  对于这种增强精度电量监测计的参考设计，通过将标准 10mΩ 电流感应电阻器替换为 200mΩ 电阻器，从而将分辨率从 1mA 提升至为 50µA。  图 2 展示了与标准 1mA 分辨率解决方案相比，50µA 配置的电流测量精度提升。

分辨率测量误差图 2 分辨率测量误差

电流测量精度的这一提升可实现更高的系统电量测量精度和性能。  例如，图 3 展示了当无线 DMM 电池从充满电状态（0 小时）切换到完全放电状态（约 28 小时）时，两种分辨率配置的剩余时间误差。

剩余时间误差图 3 剩余时间误差

这些图突出显示了增强型分辨率配置的相关剩余时间估算的显著改善。  这在放电周期最初几小时内尤其明显，此时毛刺表明标准分辨率配置正在越过 1mA 的分辨率边界。  此外，在需要更低系统负载电流的应用中，性能差异还会进一步拉大。

总之，通过简单地缩放电阻器和电量监测计的参数，即可优化需要精确电池状态测量的物联网、现场计量及其他超低功耗系统。  所以，当低功耗应用下次需要充电时，请务必选用 TI 的电量测量产品，以免电量耗尽！