Hospodaříte při sportu s energií? Vaše technika by měla taky

Ať se již bude jednat o nejrůznější nositelnou elektroniku, svítilny, senzory, ale též pracovní nástroje, hračky, drony, nebo snad celá elektrokola, při jejich návrhu se potkáváme s řadou mnohdy protichůdných požadavků. Některé z nich by však proti sobě rozhodně jít neměly. Tak třeba výdrž baterie. Koho by těšilo neustálé nabíjení? A proč by se pod takovým stavem měly podepisovat právě obvody zkoumající aktuální kondici zdroje? Měření je to nepochybně důležité, ovšem „životodárná“ procenta nám nesmí před očima samo odebírat. Jako vývojáři to naštěstí můžeme snadno ovlivnit.

Displej není vždy výhrou

V této oblasti se znovu nechala slyšet i společnost Maxim Integrated, když na sklonku prázdnin představila pro jistotu hned dva obvody označované již ve svém názvu jako „Fuel Gauge“. Ale nebojte, jako „palivoměry“ je určitě pře(d)kládat nebudeme, ikdyž zase tak mimo skutečnou podstatu by to určitě nebylo [1]. Výrobce v případě obvodů MAX17262 [2] a také MAX17263 [3] určených pro malé Li-ion baterie zapracoval nejen na rozměrech, vždyť první z nich může i se svými devíti vývody měřit v rámci WLP pouze 1,5 × 1,5 mm, ale neopomíná ani klidové odběry. Spotřeba může v prvním případě dosahovat jen 5,2 μA a ve druhém pak 15, resp. 8,2 μA. To sice není vůbec málo, ale rekord prý padl [1]. Výměnou dostaneme struktury nabízející na obr. 2 integrované snímání proudu nebo dle další grafiky podporu i pro větší počet článků – sice už s vnějšími snímacími rezistory, ale také možností přímého buzení tří až dvanácti vzájemně propojených svítivých diod, s nimiž budeme po stisku tlačítka jednoduše připojeného se dvěma rezistory 100 kΩ přímo k jedné ze čtyř výstupních větví rovnou zobrazovat stav baterie a v návaznosti na příkazy mikrokontroléru případně i jiný systémový status. Za tuto funkci si Maxim zaslouží pochvalu. Doba sice přeje zářivě barevným panelům, displeje však mohou ve skutečně odolných konstrukcích představovat slabé místo nebo být jindy zbytečné úplně.

Jak jsme staří

Obvody MAX17262 z druhého obrázku zvládají pulzní proudy do 3,1 A a hodí se pro baterie s kapacitou od 100 mAh až do 6 Ah. Díky algoritmu ModelGauge m5 EZ se spojí krátkodobá přesnost a linearita CC s dlouhodobou stabilitou napěťově založeného přístupu, navíc s teplotní kompenzací. Zmíněné součástky dále automaticky počítají se stárnutím nebo rychlostí vybíjení a napříč různými provozními podmínkami nabídnou přesné SOC (state-of-charge) v procentech i zbývající kapacitu v mAh. Jakmile se pak zdroj přiblíží kritickému stavu hlubokého vybití, algoritmus využije speciálního opravného mechanismu a vyloučí tak jakoukoli chybu. Obvody přesně odhadnou nejen příslušné časy, ale budou jim vlastní též tři metody pro nahlášení stáří baterie související s poklesem kapacity, rostoucím odporem a konečně i počtem cyklů.