您是否在 30% 大關時開始抽搐？15%?或者您是否從智能手機中擠出盡可能多的使用量，等到它的電池壽命只有 5% 后再爭先恐后地插入電源？就像電動汽車司機經歷的里程焦慮一樣，低電量焦慮是移動設備用戶的合理感覺。這種痛苦實際上有一個名字：恐懼癥，害怕與智能手機分離，可能是因為信號問題或電池電量不足。

因此，我們電子設備的大部分護理和喂養都圍繞著電池管理。每次為設備充電時，您都希望在再次插入之前盡可能多地使用它。而且，根據您的設備，您甚至可以調整充電活動，以確保所述電量不超過或低于電池的極限，這樣您就不會對小工具過度充電（并導致它過熱或更糟的是，著火！）或將其置于放電閾值以下（這可能會永久降低容量）。

對于設計便攜式電子產品的工程師來說，電池管理包含更深層次的挑戰。設備越來越小，這會影響電池容量。然而，消費者仍然要求較長的電池壽命。鋰電池通常需要復雜的電池管理技術，直到最近才完全可用。讓我們仔細看看鋰電池以及管理其性能所涉及的主要挑戰。

鋰電池的
多種口味 第一批商用鋰電池于 1970 年代初上市。這些是不可充電的，幾十年后，隨著索尼1991年推出第一款商用鋰離子（Li-ion）電池，它們的可充電對應物出現了。1鋰離子電池具有高能量密度、低自放電率和可忽略不計的記憶效應等優點。還有各種化學類型，每種類型都非常適合特定應用。以下是概述：

鈷酸鋰 （LCO） 具有高能量密度，適用于手機、筆記本電腦和數碼相機等移動設備。

鋰錳氧化物（LMO）具有低電池內阻，支持快速充電和大電流放電，常用于電動工具、醫療器械以及混合動力和電動汽車。

鋰鎳錳鈷氧化物 （NMC） 提供高容量和功率，是電動工具、電動自行車和其他電動動力系統的理想選擇。

磷酸鐵鋰（LiFePO4）提供高額定電流、長生命周期和良好的熱穩定性，通常用于替代鉛酸啟動器電池或用于儲能。

鋰鎳鈷鋁氧化物（LiNiCoAIO2）提供高比能量、良好的比功率和較長的使用壽命，用于電動汽車動力系統。

鈦酸鋰（Li4鈦5或12） 提供快速充電和高放電電流，被認為是相當安全的。它通常用于電動動力總成、不間斷電源 （UPS） 和太陽能街道照明。

延長便攜式設備的
電池壽命 對于便攜式設備，擁有強大的電池管理系統是解決關鍵設計挑戰的重要因素，我將在這里討論。

延長電池壽命
雖然持久的電池壽命是便攜式設備制造商的圣杯，但它也是最具挑戰性的圣杯之一。盡管存在容量限制，但這些設備仍然支持每一代產品的更多功能，而且功能更復雜。拿智能手表來說。早期的迭代提供了諸如電視接收（Seiko T001），計算器以及用于日程安排和備忘錄的應用程序（精工RC-20腕式計算機）等功能。電視手表可以使用AA電池運行數小時。如今的智能手表比以往任何時候都更時尚，可用作健康和健身監視器、信使、音樂播放器等。市場上最好的電池每次充電可持續使用數天。為了充分利用鋰離子電池，電池管理IC的靜態電流等考慮因素起著不可或缺的作用。例如，僅消耗微安靜態電流的電量計IC可以延長電池壽命。

保持設備可靠性和安全性 更好的設備可靠性和安全性
需要仔細管理功耗，為用戶提供準確的電池SOC數據的能力，以及對電池單元的可靠保護。熱問題引發了一個有趣的難題。一家英國電池咨詢公司在其電池和能源技術網站上指出，“具有諷刺意味的是，隨著電池工程師努力將越來越多的能量塞進越來越小的體積中，應用工程師越來越難以再次將其取出。3電池充電控制器技術可以通過提供電池鑒定來檢測各種條件（例如短路、開路或截止），通過檢測電池溫度以及為充電器的所有狀態提供超時來提供幫助。對于電池SOC數據，電量計IC可以預測電池在需要充電之前可以為設備供電多長時間。保護電池單元需要可靠的電池監視器和保護器等IC，這些IC可提供高精度測量以精確確定電壓，并分別監控單個電池電壓，同時防止過壓/欠壓情況。

縮小解決方案尺寸和成本
便攜式設備變得越來越緊湊，這意味著內部的電池必須為一系列豐富的功能供電，而不會占用太多空間。這就是為什么紐扣電池的外形在這些小工具中如此普遍的原因。因此，集成到電池管理IC中的功能越多，就越能滿足空間受限需求以及物料清單（BOM）成本。

防止電池克隆和假冒
電池組克隆不利于收入來源和品牌聲譽。在最壞的情況下，假冒電池可能會造成人身傷害或財產損失。假版本通常缺乏設計在真品版本中的安全組件或保護裝置。認證可確保產品是正品并提供防偽保護。當今的電量計IC實現了一種由加密SHA-256哈希算法保護的方法，提供了一種經濟高效且相對簡單的方法來保護電池。

為 USB-C 設計充電電路 越來越多的移動設備正在設計 USB-C
，這是一種用于雙向數據傳輸和供電的小型多功能連接器。然而，為USB-C開發充電電路是一項獨特的技能，特別是與設計傳統USB變體所涉及的工作相比。USB-C 降壓充電器技術可以簡化流程，無需單獨的端口控制器 IC，減少主機軟件開發，并降低 BOM 成本。

電池管理IC可降低成本、節省空間、延長電池壽命 傳統上，
許多工程師并不特別容易獲得電池管理技術。電池管理系統的核心功能包括充電和電量計，這對于任何移動或物聯網 （IoT） 應用也至關重要。然而，從電池驅動高水平的性能需要高質量的電池模型來驅動電量計算法。為特定電池提取正確的模型涉及復雜、昂貴的工作，通常只有少數大型制造商才能管理。幸運的是，采用復雜算法設計的現代電量計IC已經打開了對精確電池模型的訪問。例如，Maxim為ModelGauge提供燃油表。m5 EZ 算法，無需電池表征即可提供高度準確的電池 SOC 數據。設計人員可以使用評估套件軟件中的簡單配置向導自行生成電池模型。這些電量計IC是Maxim更大的電池管理產品組合的一部分，包括電池充電器、監視器、保護器、選擇器以及識別和認證解決方案。在我們的電池管理頁面上查看開發板、應用筆記、視頻等，為您的下一個電池供電便攜式設計搶占先機。

審核編輯：郭婷