M. Ахметов
Мониторы контроля заряда батарей от DALLAS SEMICONDUCTOR
При существующих тенденциях минитюаризации портативной аппаратуры важное
значение безусловно приобретают компактные и энергоемкие источники питания с
возможностью перезарядки.
В настоящее время рынок перезаряжаемых батарей почти целиком определяется тремя
основными типами:
- никель-кадмиевые (NiCd)
- никель-металлогибридные (NiMh)
- литий-ионные (Li)
Эффективность использования батарей (особенно двух последних типов ) в значительной мере зависит от эффективности работы зарядного устройства . К
примеру при нестабильности напряжения заряда литиевой батареи на величину всего
лишь50 мв , будет недоиспользовано 10 % от емкости батареи .
На сегодняшний день многие известные фирмы выпускают специализированные
микросхемы для заряда батарей использующие различные и довольно “изощренные”
алгоритмы заряда . Одним из лидеров в этом направлении является компания Dallas
Semiconductor , анонсировавшая недавно очередную новинку в этой области –
универсальный контроллер заряда батарей DS2437 .
Dallas Semiconductor выработала довольно оригинальный подход к созданию
универсальных микросхем для контроля заряда батарей поместив микросхему не в
зарядном устройстве , а непосредственно внутри батарейного блока .
Действительно , если существует тенденция интеллектуализации микросхем для
заряда батарей “ , которые уже не микросхемы , но еще не процессоры ” * - эдакий
переходный вид , то вполне естественно предположить появление “ ростков разума ”
у самих батарей , как таковых .
Такая батарея или блок батарей содержит монитор , который хранит информацию о
технических параметрах батареи заложенную производителем , а также осуществляет
контроль за батареей в процессе ее работы и заряда .
Таким образом упрощается интерфейс как с зарядным устройством ,которое получает
все необходимые данные в готовом цифровом виде , так и с контрольными системами
в питаемом устройстве .
Сам по себе подобный подход не нов , к примеру , фирмой MOTOROLA выпускается
встраиваемая в батарейный блок микросхема MC33344 для контроля заряда литиевых
батарей . Но MC33344 является специализированной микросхемой , ориентированной
на обеспечение безопасного заряда и разряда батарейного блока , тогда как
последняя разработка фирмы DALLAS SEMICONDUCTOR – интеллектуальный батарейный
монитор DS2437 имеет более широкие возможности .
DS2437 является дальнейшим развитием линии батарейных мониторов DS2434 и DS2435
(см. Chip News №2 1997 г. ) в направлении создания законченной контролирующей
системы , размещаемой непосредственно в батарейном блоке .Если DS2434 являлся по
сути просто электронной этикеткой с 48-битным уникальным номером и возможностью
мониторинга температуры , а DS2435 добавил к этому таймер реального времени и
возможность записи температурно-временных гистограмм для определения суммарного
саморазряда *батареи , то DS 2437 был спроектирован как монитор , обеспечивающий
все необходимые функции для контроля заряда батареи . Это контроль напряжения и
тока батареи с помощью встроенного 7-разрядного АЦП , отслеживание температуры с
13-битным разрешением . В дополнение DS2437 содержит таймер реального времени ,
который может использоваться для ограничения времени заряда .
Интересным новшеством является наличие регистров для подсчета суммарных токов
заряда и разряда , протекавших через батарею в течение всей ее жизни .
Специально для управляющих систем питаемого устройства введен регистр отражающий
оставшуюся емкость батареи , для предотвращения ее полного разряда .
DS2437 содержит расширенную по сравнению с DS2434 и DS2435 внутреннюю EEPROM
емкостью 40 байт , определяемую пользователем , то есть производителем или
сборщиком батарейного блока . Самым интересным является то , что фирма DALLAS
SEMICONDUCTORS уже выработала предварительный стандарт для производителей на
порядок расположения данных в EEPROM . По определенным адресам располагается
информация о производителе , сборщике , дате выпуска , данные о типе батареи (до
16 типов ),количество батарей в блоке , технические характеристики , допустимые
и предельные величины зарядных тока и напряжения , а также полная информация для
обеспечения со стороны зарядного устройства оптимальных режимов заряда . Это
может быть полезно при заряде литиевых батарей требующих “ личного подхода ” .
Особенно трогательно выглядит введение в список типов обычных неперезаряжаемых
батарей , обнаружив которые , зарядное устройство должно немедленно прекратить
заряд .
Таким образом при широком введении своего стандарта фирма DALLAS SEMICONDUCTORS
может претендовать на решение проблемы универсального зарядного устройства .
Действительно , любой микроконтроллер (можно даже очень дешевый ) может
исполнять функции контроля заряда батареи , просто запрашивая всю необходимую
информацию у DS2437 .Конечно , остаются проблемы обеспечения стабильности
выходного напряжения заряда , но они общие для всех зарядных устройств . На
рисунке 1 приведена схема простого зарядного устройства с использованием любого
микроконтроллера и цифрового потенциометра DS1803 –10 для управления напряжением
заряда (линии SDA , SQL , DQ являются линиями управления и передачи
последовательных данных ) .
Рис. 1
Безусловно , у подобного подхода по смещению акцентов в сторону интеллектуальных
батарей есть и свои недостатки .Во-первых , это итоговое удорожание батарейного
блока , что ограничивает его использование в низкостоимостных применениях .
Во-вторых , для реализации всех преимуществ “умных” батарей требуются
соответствующие серийные зарядные устройства .В третьих , необходимо страстное
желание производителей батарей и сборщиков батарейный блоков оснастить
соответственно всю свою продукцию батарейными мониторами от фирмы DALLAS
SEMICONDUCTORS , хотя последняя уже объявила о договоренностях с ведущими
производителями . В случае успеха при признании своего стандарта фирма DALLAS
SEMICONDUCTORS снова подтвердит свою репутацию новатора , создавшую и внедрившую
продукцию , не выпускаемую другими фирмами . Более подробную информацию о
батарейных мониторах можно найти на сервере DALLAS SEMICONDUCTORS .
*Журнал “Chip News” № 2 1997 г. (микросхемы для заряда батарей А.Биленко)
Фирма "Планар"
Телефон\факс: (383-2)66-46-89
