電池管理IC是對電子設(shè)備的電池進行狀態(tài)監(jiān)測、充電管理和安全保護管理的芯片，它可以為用戶提供準(zhǔn)確的電池剩余容量預(yù)測、剩余使用時間預(yù)測、手機低電量運行告警、手機低功耗運行策略控制、充電電流電壓控制及電池的使用安全保障等功能。電池管理IC性能的好壞，對電子設(shè)備用戶的使用體驗及使用安全有極大的影響。

 

　　電池管理IC應(yīng)用市場廣闊，遠(yuǎn)不止智能手機應(yīng)用，在筆記本電腦、移動充電寶、平板電腦、智能穿戴設(shè)備、無繩電動工具、移動POS機、無人機等產(chǎn)品中都有應(yīng)用。其中智能手機、平板電腦、筆記本電腦、移動充電寶市場規(guī)模都大于1億臺/年，手機市場更是超過10億臺/年，穿戴設(shè)備、無繩電動工具、無人機等市場也在快速成長，為電池管理IC行業(yè)發(fā)展帶來巨大的發(fā)展契機。保守估計，2015年包括各種電池管理IC在內(nèi)的市場體量將超過50億顆，而且還在快速增長。

 

　　充1小時用1周不是夢

 

　　未來2～3年內(nèi)，充電一個小時使用一周的手機或平板電腦有可能出現(xiàn)。

 

　　快充是近來熱議的話題，從OPPO推出VOOC閃充方案后，各家的快充方案不斷出現(xiàn)。目前高通、MTK、Intel陣營都在主導(dǎo)自有標(biāo)準(zhǔn)的快充方案。同時針對快充需求，電池廠商也在發(fā)力，鋰電池工藝和配方都在不斷演進。從以前行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)容受0.3C充電，發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了能夠容受1C甚至1.5C充電的高能量密度電芯。半小時把3000mAh的電池充到75%的產(chǎn)品已經(jīng)面世，1小時充滿100%電量的手機電池產(chǎn)品也有發(fā)布。

 

　　對于快充解決方案來說，首要的需求是安全，其次是維護電池健康狀態(tài)和使用壽命，最后是效率，也就是充電管理部分電路的發(fā)熱要低。所以，只是把充電管理IC換成了一個大電流的選型，其實遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。一個完善的快充解決方案是一個系統(tǒng)工程，需要集合AP、電池保護板、電量計、充電管理等多方面的技術(shù)訣竅才能形成安全、長壽命、高效率、低發(fā)熱的快充解決方案。

 

　　決定未來快充技術(shù)發(fā)展的決定性因素有兩個：一是標(biāo)準(zhǔn)之爭。顯而易見，QC2.0、Pump Express+和USB Type-C之間一定會有一翻博弈，其結(jié)果將影響未來技術(shù)的發(fā)展方向。但無論如何，利用高壓充電增大充電傳輸功率已經(jīng)是行業(yè)共識，無論哪個標(biāo)準(zhǔn)都將引入高壓充電概念。二是鋰電池材料技術(shù)發(fā)展的瓶頸。在保障能量密度的情況下，提高鋰電池對于快速充電的容受能力是技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。由于鋰電池材料行業(yè)現(xiàn)在新技術(shù)層出不窮，包括硅負(fù)極、固態(tài)負(fù)極等技術(shù)都在快速發(fā)展，可以說，在未來2～3年內(nèi)，充電一個小時，使用一周的手機或平板電腦都有可能出現(xiàn)。

 

　　賽微公司即將推向市場的CW6113充電管理IC，是采用開關(guān)電源結(jié)構(gòu)的高效率充電管理IC，具有效率高、低發(fā)熱特點，支持電源路徑管理(Power Path Management)功能和USB OTG升壓功能，能夠支持最大2.5A的充電電流，能夠在1小時時間內(nèi)充滿2000mAh的電池。CW6113是一顆通用器件，針對各種鋰電池充電應(yīng)用都可使用。

 

　　對電池進行“柔性”充電控制

 

　　對電池進行“柔性”充電控制，延長電池使用壽命，已經(jīng)形成了行業(yè)共識。

 

　　眾所周知，鋰電池尤其是高能量密度比的鋰電池是危險品，在電池過充、過放、短路等異常情況下都將形成電池脹氣、鼓包、泄漏等問題，嚴(yán)重時會引發(fā)燃燒、爆炸事故。保障鋰電池使用安全有兩個核心因素：一是電芯安全性，二是電池包保護電路功能。電芯安全是廣大電芯廠商的持續(xù)努力方向，涉及電池材料配方和加工工藝等諸多問題，在這里不再贅述。但電芯的安全性是電池安全性的基礎(chǔ)，如果電芯本身安全性有問題，則使用再安全的保護線路都將是舍本逐末。保護電路也是業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點。作為鋰電池保護電路的核心，電池保護IC的保護功能必須齊備。以賽微微電子的CW1055/1043多串電池保護IC為例，它能夠完成過充保護、過放保護、放電過流保護(兩級)、異常充電保護、短路保護、溫度保護等六大保護功能，完整覆蓋了鋰電池的各種異常使用情況，保障了鋰電池的使用安全。

 

　　另外，在快充時代，傳統(tǒng)的鋰電池保護方案將與大功率充電功能間發(fā)生嚴(yán)重矛盾。而鋰電池在大倍率充電的情況下，也更容易出現(xiàn)高溫、過充等異常使用情況。忽略電池的運行情況，一味對鋰電池進行大倍率充電，將嚴(yán)重影響鋰電池的使用壽命，甚至引發(fā)危險。所以，通過電量計IC和電池保護IC對電池使用情況進行嚴(yán)密監(jiān)控，根據(jù)電池剩余容量、溫度、端電壓、內(nèi)阻等信息對充電管理IC行為進行控制，對電池進行“柔性”充電控制，維護電池健康狀態(tài)，延長電池使用壽命，降低電池使用安全風(fēng)險，已經(jīng)形成了行業(yè)共識。賽微即將推出的CW1016電池保護IC，能夠保障在電池使用安全的情況下，支持大電流快速充電，解決現(xiàn)有快速充電技術(shù)在電池包PCM保護板內(nèi)部的瓶頸問題。

 

　　電量計并非只要精度高就好

 

　　真正的電量計IC設(shè)計導(dǎo)入的過程，是一場設(shè)計服務(wù)。

 

　　高精度電量計IC對電池剩余電量的預(yù)測精度能夠達(dá)到1%～3%，目前賽微、德州儀器等電量計廠商提供的產(chǎn)品基本都能夠達(dá)到。那么，是否高精度的電量預(yù)測就能夠保障好的用戶使用體驗?zāi)?答案與大家的既有認(rèn)知不太相符。用戶對于電量預(yù)測精度固然在意，但是引起用戶投訴電量顯示不準(zhǔn)問題的，往往是電量計上報電量的“異常行為”。例如：沒有插充電器時電池電量跳變回升、小電流切換大電流放電時電量顯示突然跳變下降、顯示還有幾個百分比剩余容量時突然跳電關(guān)機、充電時一直充不滿等各種問題才是誘發(fā)用戶投訴的殺手。而避免這些問題的出現(xiàn)，需要電量計IC與電池以及系統(tǒng)進行完美匹配才能完成。所以我們常說，電量計IC并不是一個標(biāo)準(zhǔn)的ASIC器件，只是將電量計IC SMT到客戶的PCBA上并不能保障性能和用戶體驗。而真正的電量計IC設(shè)計導(dǎo)入的過程，是一場設(shè)計服務(wù)，需要有經(jīng)驗的工程師將電量計IC的參數(shù)與充電管理IC參數(shù)、系統(tǒng)截至放電點設(shè)定值、電池特征、用戶使用環(huán)境等信息進行整合匹配，才能保障電量計功能的全面發(fā)揮，給客戶帶來真正無投訴的電池管理用戶體驗。