Стандартный принцип измерения пригодности батареи — измерить напряжение и ток батареи под нагрузкой. Ток при этом должен быть близок к предельному, а напряжение не должно сильно упасть.
Данный принцип измерения хорошо подходит для больших стационарных батарей или аккумуляторов. Для батарейных устройств, таких как датчики дыма с беспроводным интерфейсом, сигнализации, брелки, гаджеты для фитнеса и прочих подобных, данный принцип не подходит никак. Измеряя заряд батареи, мы её сильно разряжаем. Поэтому возникают ограничения на частоту измерений заряда батареи, что делает метод совершенно неинформативным.
В силу этого для постоянного мониторинга заряда батарей и аккумуляторов применяется в буквальном смысле счётчик заряда, он же счётчик потреблённой энергии.
Этот метод имеет свои плюсы и минусы. К плюсам можно отнести постоянную информацию о потраченном заряде батареи и абсолютную невесомость энергии измерения даже для батареи малой ёмкости. К явным минусам можно отнести то, что измеряется именно потраченная энергия, а не оставшаяся. Разработчику придётся принять решение о заряде применяемой батареи в виде конкретного числа. Если это число сильно занизить, то прибор будет сигнализировать «батарея разряжена» в ситуации, когда заряда достаточно, если завысить, то возникнет ситуация, что прибор прекратит деятельность, не получив данных о том, что заряд батареи близок к нулю. В последнем случае можно выдать информацию пользователю, что «батарея была плохая» либо «замените аккумулятор на новый».
Основной принцип счётчика заряда — это постоянное измерение тока и напряжения на нагрузке. Счётчик электроэнергии для батареек в чистом виде.
Например, структурная схема STC3105 приведена на картинке.
С определённым интервалом времени измеряются ток и напряжение нагрузки. Канал измерения тока имеет усилитель, т.к. предполагается «малоомность» токового шунта, да и величина тока может измеряться микроамперами.
Измерения электрических величин сравниваются со значением встроенного генератора опорного напряжения и преобразуются в искомую величину потраченного заряда. Через интерфейс I2C хост-контроллер конфигурирует и получает обратную информацию об измерениях.
На текущий момент компания STMicroelectronics выпускает несколько видов подобных микросхем:
- STC3105
- STC3100
- STC3115
- GGL25L
Общие параметры решений: низкое энергопотребление (50-60 мкА в активном режиме и 2 мкА — в спящем), миниатюрные корпуса, точность измерения порядка 1%.
Компания IC-Contract желает вам успешных разработок.
Получить более подробную информацию по продукции STMicroelectronics вы можете, обратившись:
E-mail:info@ic-contract.ru
