電池技術發展催生了全新一代的個人電子產品。也得益于技術的進步，電動工具、電動自行車和電動汽車等具有嚴苛電源要求的產品也有極大的發展。如今隨著大規模的使用，電池必須比以往任何時候都安全，高效，和智慧。而隨著人們對智慧電池組系統的功能需求不斷增加，選擇合適的 MCU 也變的越來越重要。在本文中，我們將對 MSP430™ 的生態系統進行深入的探討，幫助讀者瞭解如何利用這些功能來解決電池組系統中的挑戰。
電池組概述
對於基本的鋰電池保護需求，可以使用 BQ77915 等電池保護型IC，以確保電池在其額定溫度和額定電流下工作。而部分設計需要更多電池系統的即時狀態資訊，以實現更精確的監測和控制，這可以採用BQ76952 等電池監測型IC。
通常情況下，高端電池管理 IC 會搭載微控制器 (MCU)，以進行電池管理IC配置，通信，資料處理與計算，如圖 1 所示。
圖 1：鋰離子電池組框圖
另外，當系統需要電量追蹤或資料記錄等更高級的功能時，MCU 將在系統中發揮更重要的作用。
通過低成本感應縮減物料清單
部分電池組方案，可能採用 MCU 來檢測環境資訊（例如溫度）。而MSP430FR235x上所具有的智慧類比組合 (SAC) 能給該類方案提供極大的助力。 SAC 可以替代運算放大器和其他類比信號調節元件，從而縮減物料清單 (BOM)。另外 SAC 可以不借助外部電路元件，如電阻和偏置信號，以實現信號調節與放大，減少PCB空間，並降低成本。
此外，SAC 是一種運行時可即時配置的外設，從而實現系統的動態優化和調節。例如，SAC 具有可程式設計的增益模式，可根據不同設計進行配置，而無需更改回饋電阻器等任何外部元件。該方案可以減少外部元件的數量，從而增加設計靈活性，並降低BOM 成本。
在電池組系統中，除了溫度檢測外，SAC 也可配置為通用運算放大器，並與12 位ADC配合使用以完成對低邊電流的基本測量。
借助高性能記憶體提高可靠性
在高性能的電池應用中， 往往需要基於長期資料的演算法（例如運行狀態跟蹤和充電狀態跟蹤）。而在不確定的電源環境中， Flash可能難以支援頻繁記錄、低存儲延遲的要求，而將資料存在RAM裡往往存在著資料掉電丟失的風險。但是，具有鐵電隨機存取記憶體 (FRAM) 的 MSP430 器件可以從容應對這類挑戰。FRAM 是一種高性能記憶體技術，能同時充當Flash和RAM，可實現快速、低延遲、低功耗的非易失性存儲，而且資料可以按byte擦寫，擦寫次數接近無限次。在電池觸發過流或熱保護電路時，FRAM 的低延遲高速存儲功能可以極大降低意外斷電時資料丟失的可能性。
通過低功耗性能延長電池壽命
降低待機功耗意味著執行時間更長。MSP430 器件提供多種睡眠模式，幾乎可以滿足任何電源場景。以MSP430FR2355為例，其待機電流為 620nA，關機電流為 42nA。
SAC 的使用也有助於降低系統功耗。可以在需要時動態使能、在不需要時斷電以降低功耗。而傳統的信號調節技術採用分立式運算放大器，無論是否處於有效工作狀態，都會持續耗電。
TI也提供EnergyTrace 等軟體分析工具來觀察系統動態功耗，方便客戶的調試與優化。此外，Code Composer Studio™ 軟體和IAR Embedded Workbench中集成的超低功耗 (ULP) Advisor 工具，可以説明客戶從代碼的角度優化功耗。
借助即用型 GUI 節省開發時間
一個全新系統的開發可能是一項挑戰性的任務。MSP430團隊提供的圖形化使用者介面 (GUI)，可加快 BQ76952 的開發和調試過程，如圖 2 所示。將 MSP430FR2355 LaunchPad 開發套件與 BQ76952 評估模組 (EVM)配套使用，您就可以詳細地瞭解重要電池資料。
圖 2：MSP+BQ 儀錶板介面
結語
隨著功能需求的不斷增加，電池系統將趨於更高的能量密度、更高的安全性和更高的板載智能。而選擇合適的 MCU 有助於簡化產品開發流程，加快產品上市。多樣化的 MSP430 MCU 產品組合可讓您輕鬆選擇在性能、功耗和成本方面符合您需要的器件。查看以下連結，瞭解產品資訊和技術資源。
關於德州儀器 (TI)
德州儀器（TI）（納斯達克股票代碼：TXN）是一家全球性的半導體公司，致力於設計、製造、測試和銷售類比和嵌入式處理晶片，用於工業、汽車、個人電子產品、通信設備和企業系統等市場。我們致力於通過半導體技術讓電子產品更經濟實用，創造一個更美好的世界。如今，每一代創新都建立在上一代創新的基礎之上，使我們的技術變得更小巧、更快速、更可靠、更實惠，從而實現半導體在電子產品領域的廣泛應用，這就是工程的進步。這正是我們數十年來乃至現在一直在做的事。 欲瞭解更多資訊，請訪問公司網站http://www.ti.com.cn/。
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