?本文是閱讀朱明武專家編寫的《TI電量計(jì)應(yīng)用指導(dǎo)》后摘錄的一些筆記。

1 電量計(jì)介紹

1.1 電量計(jì)是什么

下圖是一 個(gè)典型電池包框架，電池包內(nèi)部包含電芯、電量計(jì) IC、保護(hù) IC、充放電 MOSFET、 保險(xiǎn)絲 FUSE、NTC 等元件。一級(jí)保護(hù) IC 控制充、放電 MOSFET，保護(hù)動(dòng)作是可恢復(fù)的，即當(dāng)發(fā)生過充、過放、過流、短路等安全事件時(shí)就會(huì)斷開相應(yīng)的充放電開 關(guān)，安全事件解除后就會(huì)重新恢復(fù)閉合開關(guān)，電池可以繼續(xù)使用。一級(jí)保護(hù)可以在 高邊也可以在低邊。二級(jí)保護(hù)控制三端保險(xiǎn)絲，保護(hù)動(dòng)作是不可恢復(fù)的，即一旦保 險(xiǎn)絲熔斷后電池不能繼續(xù)使用，又稱永久失效(Permanent Failure, PF)。電量計(jì) IC 采集電芯電壓、電芯溫度、電芯電流等信息，通過庫侖積分和電池建模等計(jì)算電池 電量、健康度等信息，通過 I2C/SMBUS/HDQ 等通信端口與外部主機(jī)通信。

?電量計(jì) IC 與保護(hù) IC 可以分立，也可以集成。

1.2 電量計(jì)能做什么

•  電池電壓、電流、溫度監(jiān)測
• 電池容量預(yù)測
• 電池健康度預(yù)測
• 電池安全預(yù)警及保護(hù)
• 電池 Lifetime & Black Box 記錄
• 實(shí)施安全快充管理
• 電池認(rèn)證

1.3 電量計(jì)放在電池包內(nèi)(Pack-side)還是放在系統(tǒng)板(System-side)

?Pack-side 是最推薦的做法，相對(duì) System-side 有以下優(yōu)點(diǎn)。

• Pack-side 電量計(jì)直接采樣電芯電壓；System-side 電量計(jì)采樣電池包端口 電壓，不是電芯真實(shí)電壓。
• 電量計(jì)可集成加密認(rèn)證算法，如果電量計(jì)放在 System-side 則仍需要增加額外的認(rèn)證 IC 放在 電池包內(nèi)，綜合成本比 Pack-side 電量計(jì)高。
• Pack-side 電池保護(hù)板 PCM 進(jìn)行電壓、電流、溫度校準(zhǔn)比 System-side 系 統(tǒng)板校準(zhǔn)更容易。
• 對(duì)于可插拔電池，System-side 電量計(jì)和系統(tǒng)都會(huì)掉電，RAM 數(shù)據(jù)會(huì)丟失， 需要在電池插入后重新學(xué)習(xí)；而 Pack-side 電量計(jì) RAM 數(shù)據(jù)不丟失，能夠 持續(xù)不間斷地跟蹤電芯狀態(tài)，因此比 System-side 電量計(jì)更準(zhǔn)確。

2 電量計(jì)硬件異常導(dǎo)致不能通訊

硬件（HW）導(dǎo)致的通訊異常又可以分為電量計(jì)芯片外圍電路導(dǎo)致的通訊異常和電量計(jì)芯片本身導(dǎo)致的通訊異常等?？梢园凑障旅娴牟襟E來逐一排查：

1.首先需要確認(rèn)芯片的 LDO 電壓是否正常。如果 LDO 電壓都不正常，那代表芯片都沒有正常工作，所以肯定不能通訊。下面以 BQ27742 為例，如果確認(rèn) REG25 pin 上的電壓不正常，則基本可以確認(rèn)通訊異常是芯片供電問題引起，是屬于硬件異常。然后就是需要檢查 REG25 pin 是否損壞，VPWR pin 上的電壓是否正常等。當(dāng)然對(duì)于帶保護(hù)功能的電量計(jì)，由于其有 shutdown 模式，需要確保電量計(jì)是在 normal 或者 sleep 模式。因?yàn)?shutdown 模式，LDO 也是不工作的。這里有一個(gè)技巧：可以在 PACK+上持續(xù)加電壓或者把 B+和 PACK+短接來避免電量計(jì)進(jìn)入 shutdown 模式，然后再進(jìn)行 LDO 或通訊異常的分析。

2.確認(rèn) LDO 電壓正常后，然后需要排查 SDA 和 SCL 通路上的硬件是否存在問題。電量計(jì)通訊異常，經(jīng)常是這一部分通路出了問題。以上圖為例，可能出問題的地方包括：

• R2 和 R4 如果選用的封裝比較小，如 0201，有可能會(huì)被 ESD 打壞。表現(xiàn)的癥狀是開路或者阻抗異常變大。
• D1 和 D2 被 ESD 打壞。表現(xiàn)的癥狀是 D1 或 D2 對(duì)地短路或?qū)Φ刈杩巩惓！?/li>
• 焊接問題導(dǎo)致的異常。

3.根據(jù)上面的分析，在電池包沒有與主機(jī)連接時(shí)，可以用萬用表測量相應(yīng)的阻抗來判斷出現(xiàn)硬件異常的地方：

• 測量 SDA_CON、SCL_CON 端分別對(duì)地的阻抗。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，正常值應(yīng)該是幾百 k，甚至上兆歐。如果與良品對(duì)比阻抗偏小，那可能是 D1，或 D2，或芯片 SCL 管腳，或 SDA 管腳有硬件損壞。
• 測量 SDA_CON 與 SCL_CON 之間的阻抗。如果與良品對(duì)比阻抗偏小，那可能是 SDA 和 SCL 通路之間存在短路或漏電的情況。
• 測量 SDA_CON 與 SDA 管腳之間的阻抗，SCL_CON 與 SCL 管腳之間的阻抗。 以上圖為例，如果阻抗明顯比 200 歐大，那可能是電阻虛焊，或者電阻被損壞。