Все виды аккумуляторов становятся всё более популярными в нашей жизни. Каждое мобильное электронное устройство и электроприбор имеет свой аккумулятор. Мониторинг состояния аккумулятора необходим и полезен для конечного пользователя.
Как контролировать остаточную ёмкость аккумулятора, другими словами, как долго он может работать нормально? Существует три алгоритма для измерения остаточной ёмкости аккумулятора: «Поиск кривой напряжения-ёмкости», «Накопление тока» и «Отслеживание импеданса».
Во-первых, мы рассмотрим метод поиска кривой зависимости напряжения от ёмкости, далее называемый VCL. Этот алгоритм прост во всех трёх случаях. VCL отслеживает напряжение на клеммах аккумулятора и сравнивает измеренное значение со встроенной таблицей фиксированных значений напряжения и ёмкости, а затем выдаёт результат относительной остаточной ёмкости. Для разных типов химических аккумуляторов кривая зависимости напряжения от ёмкости различается. Более того, даже для одного и того же аккумулятора эта кривая будет отличаться при более высоком или низком токе разряда. Поэтому легко понять, почему этот метод даёт лишь приблизительные результаты. Как правило, устройства для мониторинга аккумуляторов VCL имеют допуск относительной остаточной ёмкости 10–20%.
В качестве примера здесь приведен BG1-XXXX. Дважды щёлкните по синим словам темы, чтобы получить более подробную информацию об этом индикаторе батареи .
Измеритель заряда аккумулятора серии H BG1-XXX (указатель уровня заряда аккумулятора)
|
Особенность |
| Предназначено для литий-ионных/полимерных, никель-металлгидридных или свинцово-кислотных аккумуляторных батарей напряжением 3,6–48 В. | |
| 5-сегментный светодиодный индикатор, разрешение ёмкости 10%. | |
| Встроенный микроконтроллер, точное измерение емкости аккумулятора. | |
| Очень тонкий размер: 42x22x5 мм. Легко крепится: самоклеящийся нижний лист. | |
| Защита от обратной полярности. | |
| HBG1-LX (X=1~10) для литий-ионных/полимерных аккумуляторов серии 1~10 | |
| HBG1-NXX (XX=3~40) для аккумуляторной батареи NIMH 3,6 В~48 В | |
|
HBG1-AXX (XX=6~48) для свинцово-кислотных аккумуляторов напряжением 6~48 В. |
Преимущество этого типа индикатора батареи — простота и низкая стоимость. Если вам подходит точность 10–20%, VCL — лучший выбор.
Во-вторых, мы представляем алгоритмы «накопления тока» (далее именуемые КА), этот метод также называется «кулоновским калькулятором» или «интеграцией тока». Монитор батареи с функцией КА отслеживает остаточную емкость батареи с помощью накопителя тока. Метод КА сохраняет чистый накопленный общий ток, текущий в батарею и выходящий из нее. Как правило, в этих устройствах используются два регистра: один регистр для накопления только тока зарядки, а другой для накопления тока разрядки. Используя функцию КА, монитор батареи не только вычисляет относительную остаточную емкость, но и измеряет абсолютную емкость (сколько Ач или мАч). По сравнению с методом «поиска кривой напряжение-емкость», алгоритм КА имеет более высокий уровень точности (обычно может достигать ±5%), но требует дополнительного датчика тока, что приведет к более сложной установке проводки.
Этот метод используется в измерителях аккумуляторов BG2-XXXX и BG3-XXXX от Green Digital Power-Tech. В таблицах ниже представлено краткое описание.
Цифровой индикатор батареи HBG2-XXX-X
|
Особенность |
| Предназначено для литий-ионных/полимерных, LiFePo4, NiMH, NiCd или свинцово-кислотных аккумуляторов напряжением 6,4–48 В. | |
| Цифровой дисплей, удобный контроль напряжения/тока и емкости. | |
| Встроенный чип AVR, точное измерение параметров батареи. | |
| Простой монтаж: предусмотрено 4 отверстия M3. | |
| Защита от обратной полярности на входе. | |
| Максимально допустимый ток: 5 А, 10 А, 18 А или 28 А (выбирается по последнему номеру суффикса) | |
| С разъемом управления ВКЛ/ВЫКЛ на плате. | |
|
Размер: ДxШxТ=98x35x25 мм |
Индикатор заряда батареи серии HBG-3-XXX (ЖК-дисплей)
|
Особенность |
| Предназначено для литий-ионных/полимерных, никель-металлгидридных или свинцово-кислотных аккумуляторных батарей напряжением 6–48 В. | |
| Недорогой ЖК-дисплей, легко считывающий все параметры батареи | |
| Встроенный микроконтроллер AVR, обеспечивает точное измерение напряжения аккумулятора, тока, емкости и указателя уровня топлива. | |
| Стандартный промышленный корпус счетчика, легко монтируется и фиксируется. | |
| Защита от обратной полярности. | |
| Предусмотрены датчик тока и датчик температуры. | |
|
|
|
|
|
Третий алгоритм называется технологией Impedance Track™ (IT). Этот метод является торговой маркой компании Texas Instruments (TI). Компания TI утверждает, что этот алгоритм обеспечивает более высокую точность, чем методы поиска кривой напряжения-ёмкости и накопления тока. Если вам интересно, вы можете посетить веб-сайт TI, чтобы узнать больше об этой технологии.
Существует три способа отображения оставшейся ёмкости аккумуляторной батареи. Самый простой — использовать светодиодную матрицу, например, индикатор батареи BG1-XXXX. Более красивый и немного более затратный способ — использовать ЖК-дисплей, например, индикатор батареи BG2-XXXX (или индикатор батареи). Если ваше устройство оснащено портом связи SMBus, BMS-Lxx может использовать этот протокол для передачи всех показаний индикатора батареи на устройство пользователя.