低成本MCU助力電池組系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的功能

大家好，小科來為大家解答以上問題。低成本MCU助力電池組系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的功能這個(gè)很多人還不知道，現(xiàn)在讓我們一起來看看吧！

1、電池技術(shù)的發(fā)展催生了新一代個(gè)人電子產(chǎn)品。得益于技術(shù)的進(jìn)步，電動(dòng)工具、電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車等對(duì)動(dòng)力要求嚴(yán)格的產(chǎn)品也有了很大的發(fā)展。如今，隨著大規(guī)模使用，電池必須比以往任何時(shí)候都更安全、更高效、更智能。隨著對(duì)智能電池系統(tǒng)功能需求的不斷增加，選擇合適的單片機(jī)變得越來越重要。在本文中，我們將深入討論MSP430的生態(tài)系統(tǒng)，以幫助讀者了解如何使用這些功能來解決電池系統(tǒng)中的挑戰(zhàn)。

2、電池組概述

3、對(duì)于基本的鋰電池保護(hù)要求，可采用BQ77915等電池保護(hù)ic，確保電池在其額定溫度和額定電流下工作。但有些設(shè)計(jì)需要更多的電池系統(tǒng)實(shí)時(shí)狀態(tài)信息來實(shí)現(xiàn)更精確的監(jiān)控，這可以通過BQ76952等電池監(jiān)控IC來實(shí)現(xiàn)。

4、一般高端電池管理IC都配有微控制器(MCU)，對(duì)電池管理IC的數(shù)據(jù)進(jìn)行配置、通信、處理和計(jì)算，如圖1所示。

5、圖1:鋰離子電池組框圖

6、此外，當(dāng)系統(tǒng)需要功率跟蹤或數(shù)據(jù)記錄等更高級(jí)的功能時(shí)，單片機(jī)將在系統(tǒng)中發(fā)揮更重要的作用。

7、通過低成本誘導(dǎo)降低物料清單

8、在一些電池方案中，微控制器可用于檢測(cè)環(huán)境信息(如溫度)。MSP430FR235x上的智能模擬組合(SAC)可以為此類方案提供很大的幫助。SAC可以替代運(yùn)算放大器等模擬信號(hào)調(diào)理元件，從而降低物料清單(BOM)。此外，SAC可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)節(jié)和放大，減少PCB空間和成本，無需電阻和偏置信號(hào)等外部電路元件。

9、此外，SAC是一個(gè)可以在運(yùn)行時(shí)實(shí)時(shí)配置的外設(shè)，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化和調(diào)整。例如，SAC具有可編程增益模式，可以根據(jù)不同的設(shè)計(jì)進(jìn)行配置，而無需改變反饋電阻等任何外部元件。該方案可以減少外部元件的數(shù)量，從而增加設(shè)計(jì)的靈活性，降低BOM成本。

10、在電池系統(tǒng)中，除了溫度檢測(cè)，SAC還可以配置為通用運(yùn)算放大器，配合12位ADC完成低端電流的基本測(cè)量。

11、利用高性能內(nèi)存提高可靠性

12、在高性能電池應(yīng)用中，經(jīng)常需要基于長(zhǎng)期數(shù)據(jù)的算法(如運(yùn)行狀態(tài)跟蹤和充電狀態(tài)跟蹤)。但在不確定的電源環(huán)境下，F(xiàn)lash可能難以支持頻繁記錄和低存儲(chǔ)延遲的要求，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在RAM中總有數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)。然而，具有鐵電隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(FRAM)的MSP430器件可以輕松應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)。FRAM是一種高性能存儲(chǔ)技術(shù)，可以同時(shí)用作閃存和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。它可以實(shí)現(xiàn)快速、低延遲、低功耗的非易失性存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)可以逐字節(jié)擦除，擦除次數(shù)幾乎是無限的。當(dāng)電池觸發(fā)過流或熱保護(hù)電路時(shí)，F(xiàn)RAM的低延遲、高速存儲(chǔ)功能可以大大降低意外斷電時(shí)數(shù)據(jù)丟失的可能性。

13、通過低功耗性能延長(zhǎng)電池壽命

14、降低待機(jī)功耗意味著更長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)間。MSP430設(shè)備提供多種睡眠模式，幾乎可以滿足任何供電場(chǎng)景。以MSP430FR2355為例，其待機(jī)電流為620nA，關(guān)斷電流為42nA。

15、SAC的使用還有助于降低系統(tǒng)功耗。它可以在需要時(shí)動(dòng)態(tài)啟用，不需要時(shí)關(guān)閉，以降低功耗。而傳統(tǒng)的信號(hào)調(diào)理技術(shù)采用分立運(yùn)算放大器，無論是否處于有效工作狀態(tài)，都會(huì)持續(xù)耗電。

16、TI還提供EnergyTrace等軟件分析工具，觀察系統(tǒng)動(dòng)態(tài)功耗，方便客戶調(diào)試優(yōu)化。此外，集成在IAR Embedded Workbench中的Code Composer Studio軟件和超低功耗(ULP) Advisor工具可以幫助客戶從代碼角度優(yōu)化功耗。

17、使用現(xiàn)成的圖形用戶界面節(jié)省開發(fā)時(shí)間

18、開發(fā)一個(gè)全新的系統(tǒng)可能是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。MSP430團(tuán)隊(duì)提供的圖形用戶界面(GUI)可以加快BQ76952的開發(fā)調(diào)試過程，如圖2所示。使用帶有BQ76952評(píng)估模塊(EVM)的MSP430FR2355 LaunchPad開發(fā)套件，可以詳細(xì)了解重要的電池?cái)?shù)據(jù)。

19、圖2: MSP BQ儀表盤界面

20、標(biāo)簽

21、隨著功能需求的增加，電池系統(tǒng)將趨向于具有更高的能量密度、更高的安全性和更高的車載智能。選擇合適的MCU有助于簡(jiǎn)化產(chǎn)品開發(fā)流程，加快產(chǎn)品上市速度。多樣化的MSP430 MCU產(chǎn)品組合使您可以輕松選擇在性能、功耗和成本方面滿足您需求的設(shè)備。查看下面的鏈接，獲取產(chǎn)品信息和技術(shù)資源。

22、其他資源

23、開始你的MSP430微控制器探索之旅。

24、下載申請(qǐng)報(bào)告：《EEPROM Emulation Using Low-Memory MSP430 FRAM MCUs》。

25、通過MSP FRAM實(shí)用程序了解更多關(guān)于計(jì)算功耗和其他FRAM功能的信息。

26、查看我們的E2E文章《Step 6 to Build a Smart Thermostat Using an MCU: Energy Optimization》，了解MSP的低功耗在溫控器中的應(yīng)用。

27、檢查MSP BQ用戶圖形界面(GUI)。

28、編輯：付干江

本文到此結(jié)束，希望對(duì)大家有所幫助。