Встраиваемый контроллер для аккумуляторных батарей

Рассмотрим в качестве примера достижений в области средств микропроцессорной техники изделия фирм «Motorola» и «Dallas Semiconductor». Эти производители предлагают использовать специализированные микросхемы для интеллектуализации аккумуляторных батарей, которые позволяют существенно пересмотреть функциональные возможности мониторинга и управления ресурсами систем бесперебойного питания.

Фирма «Motorola» выпускает специализированную микросхему MC33344, встраиваемую в батарейный блок и обеспечивающую безопасность заряда и разряда литиевых батарей.

Фирма «Dallas Semiconductor» также предлагает размещать микроконтроллер не в зарядном устройстве, а непосредственно внутри батарейного блока, объявив о возможности появления "ростков разума" у аккумуляторных батарей.

Такие "интеллектуальные" батареи должны снабжаться монитором, который хранит информацию о технических параметрах, заложенную производителем, а также осуществляет контроль за батареей в процессе ее работы и заряда. Это позволит упростить интерфейс с зарядным устройством и с системами контроля в питаемом устройстве.

Имеются следующие модификации микросхем:

• DS2434 – по сути электронная этикетка с 48-битовым уникальным номером и возможностью мониторинга температуры;

• DS2435 – дополнительно содержит таймер реального времени и позволяет записывать температурные гистограммы для определения суммарного саморазряда батареи;

• DS2437 – монитор, спроектированный для обеспечения всех необходимых функций контроля заряда:

• контроля напряжения и тока батареи с помощью встроенного 7-разрядного АЦП,

• отслеживания температуры с 13-битовым разрешением,

• ограничения времени заряда с помощью встроенного таймера реального времени,

• подсчета суммарных токов заряда и разряда в специальных регистрах (в течение всей жизни батареи),

• вычисления оставшейся емкости батареи (специально для управляющих систем, для предотвращения ее полного разряда),

• хранения во внутренней EEPROM емкостью 40 байт данных о производителе, сборщике, дате выпуска, типе батареи, количестве батарей в блоке, технических характеристиках, допустимых и предельных значениях зарядного тока и напряжения, а также полной информации для зарядного блока об оптимальных режимах заряда.

По сути рожден новый стандарт на системы обслуживания аккумуляторных батарей, способствующий появлению универсальных зарядных устройств. Пример такого устройства приведен на рис. 45. Цифровой потенциометр DS1803-10 позволяет управлять напряжением заряда (SDA, SQL, DQ – линии управления и передачи данных). Любой микроконтроллер (даже очень дешевый) сможет исполнять внешние функции зарядного устройства, запросив необходимую информацию у DS2437. Например, "литиевые" батареи требуют индивидуального подхода, а, обнаружив обычную неперезаряжаемую батарею, устройство должно немедленно прекратить заряд.

Основным недостатком такого подхода является итоговое удорожание батарейного блока. Это ограничивает использование "умных" батарей в низко-стоимостных проектах.