RT9426 是立锜最新的鋰離子/鋰聚合物電池電量計,采用 VGCS (VoltaicGauge with Current Sensing) 算法,可以 ±1% 的精度提供電池荷電狀態 (SOC) 信息和電池健康狀態 (SOH)、充滿容量 (FCC)、可使用時間 (TTE) 及使用循環數 (Cycle) 等信息,可在多種狀態變化發生時及時發出告警中斷信號。在大電流充電應用中,RT9426 使用開爾文連接(kelvinsense) 模式消除 IR 壓降效應,優化充電特性。RT9426 以 WDFN 和 CSP 兩種封裝形式供貨。
與早期的產品(RT9420, RT9428)相比,RT9426 的算法當中新增了電流補償,電池荷電狀態的計算精度提高了兩個百分點,而且新增了電池健康狀態、充滿容量、可使用時間和使用循環數等信息。全新的兩種封裝中,CSP 封裝特別小巧,外圍尺寸為 2.29mmX1.74mm,包括焊球在內的厚度最大值僅有 0.625mm,用在穿戴式產品里面是再適合不過了。
RT9426 兩種封裝的應用電路分別如下圖所示:
前者是針對 WDFN 封裝的,支持 Kelvin 連接;后者是針對 CSP 封裝的,因為受引腳數的限制,Kelvin連接沒有包含在內。下面是它們的封裝引腳布置圖,從中也可看出兩者的差異。
在穿戴式產品中,TWS(True Wireless Stereo,真無線立體聲)藍牙耳機是這幾年很火的應用,出貨量非常大。每只 TWS 藍牙耳機都由三個部分組成,每個部分都內含獨立的鋰離子/鋰聚合物電池,它們都需要使用電池電量計,所以,我們的 AE 專門為之寫了一篇應用筆記來說明其原理、方法和注意事項等等。
在 RT9426 可以提供的電池信息中,包含了一項電池健康狀態 (SOH) 的信息,我猜想對很多人來說這都是比較特別的東西,咱們現在就來八卦一下。
從很小的時候開始,我們就被要求在某些表格中填寫自己的健康狀態,我每次遇到這種狀況的時候總是感覺很困惑,到底怎樣才算健康呢?時不時有點小毛病算不算健康呢?沒啥毛病但是經常感覺有氣無力的,算不算健康呢?一個感冒了的人和一個被確診患了某種慢性病的人相比,到底誰更健康呢?這些問題反正我是沒辦法回答的,因為根本就沒有看到過一個關于健康的標準。
現在的醫院常常用某些量化的指標來衡量人體的健康狀態,這些指標不一定能準確說明問題,但在某些情況下還是具有一定的參考價值,可以在某種程度上指導人們的生活。
我們所用的電池,其狀態是會隨著時間的推移而改變的。從電學的角度看,它的內阻是在不斷增大的,它的容量是在不斷縮小的。如果改用化學、物理學或是材料學的角度去看,人們看到的又是另外的東西,如電極的結構變化、膜的厚度變化、晶體的結構變化、電解液的成分變化等等。如果將從某一個角度得到的某種信息作為電池健康的衡量標準,以剛開始使用時的參數為 1,以電池壽命終止時的參數為 0,再將該參數變化過程中的參數量化為 1~0 之間的某個值,這樣就得到了衡量電池健康狀態的一個指標,雖然不一定準確,但是卻有一定的參考價值,可以為故障診斷、壽命預測等提供一定的依據。
由于判斷電池健康狀態的角度可以有很多,因而 SOH 的定義也有很多種,試舉幾例如下:
用容量來定義 SOH:
式中的 Caged 為當前容量,C rated 為電池額定容量。
用荷電量定義 SOH:
其中的 Qaged-max 為當前電池最大荷電量,Qrated-max 為新電池最大荷電量。
用內阻定義SOH:
其中的 REOL 為電池壽命結束時的內阻,RC 為當前電池的內阻,RNEW 為新電池的內阻。
此外還可以用電池循環次數、電池等效網絡的參數等數據來定義電池 SOH,下了各種定義之后也需要各種不同的測量方法,有的簡單,有的復雜,有的可以在線進行,有的需要離線進行,到底要如何定義如何做,這還是需要根據具體的情況來決定的。
按照 RT9426 可以在線測量電流、電壓的電路結構,你認為它在計算 SOH 時可能采用了什么計量方法呢?
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