最大限度地延长电池寿命

当您评估便携式消费电子产品时，您可能会在打开钱包之前权衡一系列因素。生活方式适合、产品功能和电池寿命可能在您的列表中。这就是为什么设计这些产品的公司不断面临同样的电源管理挑战——他们需要在优化电池性能的同时安全地延长运行时间。

面对对人工智能 （AI）、增强现实 （AR） 和虚拟现实 （VR） 技术的大量投资以及贪婪的消费者需求，对强大电源管理的需求将继续增长。因此，系统设计必须围绕有效利用更小的电池提供的电力来支持更高级的功能。

从设计的角度来看，系统工程师必须了解一些基础知识，例如电池何时充满并且应该从充电器断开，以及电池电压何时放电并且应该连接到充电器。优化充电和管理电池温度容差以实现更好的电源管理性能使系统设计挑战进一步复杂化。

大多数系统使用微控制器 （MCU） 来监视和控制电池电源并指示电池电量不足或充满电的状态。专用电池管理解决方案还为优化电池性能提供了极好的方法。

在所有情况下，电池监控和管理电路将控制影响电池寿命的这些关键因素中的一个或多个：

在特定时间段内，电池可以为指定的输出电压范围提供多少电流

电池可以吸收多少电流（充电期间）

可以充电的电压水平（或最大安全电压）

可以使用的电压等级（或最低安全电压）

温度范围容差水平

最大安全工作电压表示电池已充满电并可以使用。最小截止或断开电压表示电池何时耗尽。尝试在最大安全工作电压以上充电是可能的，但会带来寿命缩短和其他潜在灾难性后果的风险。当低于放电电压水平时，同样的风险也适用。

以上所有因素都会影响电池的固有热稳定性和寿命。因此，电压和温度监测至关重要。

具有窗函数的比较器是一种用于监控电池电压的经济高效的解决方案。该解决方案无需额外的软件并通过允许系统 MCU 在睡眠模式下监控电池电压来降低功耗，同时简单地响应比较器的标志。此外，比较器电路很小，非常适合具有板空间限制的应用。

所示示例使用所需电压比较器的滞后来监控电池电压。V TRIP_HIGH是充电电压，V TRIP_LOW是放电电压。当输出变低时，向控制器发出中断信号，它可以是低充电电压或高充电电压——控制器必须确定它是哪一个。

Maxim 的 MAX40000、MAX40001 和 MAX40002-MAX40005 系列比较器提供低功耗、小尺寸和低于 1 µA 静态电流的内部基准。这些规格使其适用于具有严格功耗要求的电源监控。比较器的较低静态电流与电池的当前典型自放电率相当，使其适用于涉及长睡眠时间或低占空比以及长电池寿命要求的应用。

审核编辑：郭婷