实现电池管理系统的参考设计

很多时候，我们认为电池供电的设备是理所当然的。我们拿起手电筒，打开它，如果它很暗或不亮，我们会拿一些新电池或将其插回充电器。如果某些关键因素依赖于电池供电设备的运行怎么办？一名消防员拿起他的手电筒，它最好工作并持续一段预定的时间。在“当下的热度”中，无需摸索按钮点亮 LED，只需“一目了然”的电池状态。更重要的是，在生命可能取决于设备运行的情况下。如果他抓起 AED 向患者跑了 100 码，却发现充电器未连接且电池电量不足，该怎么办？

电池管理与 Life Indicator获胜组合是一个参考设计（参见图 1）。该电池管理系统 （BMS） 将RAJ240045锂离子电池管理设备与ISL9238C DC/DC 充电器控制相结合。我们通过使用无线充电系统或 USB-C（仅充电）连接添加低功率电子纸显示器和可选电源来完成此操作。

图 1. 带寿命指示器解决方案的电池管理系统架构

该设计围绕 RAJ240045 展开，RAJ240045 是一款基于 RL78 低功耗 MCU 内核的智能电池管理设备。电池算法可以处理 2 到 4 个锂离子电池，而 MCU 仍然具有控制其他子系统的能力。它允许通过 MCU 的 I 2 C 总线对本设计的各种子系统进行编程或控制，例如 NVDC 充电器或无线接收器。

ISL9238C NVDC 充电器支持 2 至 4 节电池，使其成为 RAJ240045 的完美搭配。它可以支持 3.9V DC到 23.4V DC的宽输入电压范围，因此它可以使用来自 USB-C 连接器的直接充电电源。这使您可以将其插入 USB-C 连接器以进行现场充电。

另一个电源是基于RA9530无线电源接收器的无线充电系统。接收器与 Qi 兼容，因此它实际上可以与几乎任何无线电力发射器一起使用。我们确实展示了使用P9247无线功率发射器的完整解决方案。这允许您通过为高可靠性情况或奇怪形状的设备制作系统特定的充电座来“定制”完整的解决方案。

最后，电池状态指示器是一个电子纸显示器，它只需要在显示器改变时更新或消耗电力。它由 MCU 上的 SPI 总线控制。由于电池管理器基于 RL78 低功耗 MCU，它可以保持在最低功耗模式，并根据系统设计要求唤醒，定期更新显示，为用户提供准确的电池状态。例如，假设依赖电池的单元即使在不使用时也会消耗一些“吸血鬼能量”。这方面的一个例子可能是保持 RTC 运行和/或支持唤醒逻辑。BMS 可以考虑到这一点并以预定义的周期性频率唤醒（以将其电池消耗保持在最低水平），建立电池状态并更新显示，向最终用户提供“我准备好做我的工作”消息。

审核编辑：郭婷