【導讀】電池技術發展催生了全新一代的個(ge) 人電子產(chan) 品。也得益於(yu) 技術的進步，電動工具、電動自行車和電動汽車等具有嚴(yan) 苛電源要求的產(chan) 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，和智能。而隨著人們(men) 對智能電池組係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(men) 將對 MSP430Tm 的生態係統進行深入的探討，幫助讀者了解如何利用這些功能來解決(jue) 電池組係統中的挑戰。

電池組概述

對於(yu) 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係統的實時狀態信息，以實現更精確的監測和控製，這可以采用 BQ76952 等電池監測型 IC。

通常情況下，高端電池管理 IC 會(hui) 搭載微控製器 (MCU)，以進行電池管理 IC 配置，通信，數據處理與(yu) 計算，如圖 1 所示。

圖 1：鋰離子電池組框圖

另外，當係統需要電量追蹤或數據記錄等更高級的功能時，MCU 將在係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，可能采用 MCU 來檢測環境信息（例如溫度）。而 MSP430FR235x 上所具有的智能模擬組合 (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模擬信號調節元件，從(cong) 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(yu) 放大，減少 PCB 空間，並降低成本。

此外，SAC 是一種運行時可實時配置的外設，從(cong) 而實現係統的動態優(you) 化和調節。例如，SAC 具有可編程的增益模式，可根據不同設計進行配置，而無需更改反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(cong) 而增加設計靈活性，並降低 BOM 成本。

在電池組係統中，除了溫度檢測外，SAC 也可配置為(wei) 通用運算放大器，並與(yu) 12 位ADC配合使用以完成對低邊電流的基本測量。

借助高性能存儲(chu) 器提高可靠性

在高性能的電池應用中， 往往需要基於(yu) 長期數據的算法（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 可能難以支持頻繁記錄、低存儲(chu) 延遲的要求，而將數據存在 RAM 裏往往存在著數據掉電丟(diu) 失的風險。但是，具有鐵電隨機存取存儲(chu) 器 (FRAM) 的 MSP430 器件可以從(cong) 容應對這類挑戰。FRAM 是一種高性能存儲(chu) 器技術，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(chu) ，而且數據可以按 byte 擦寫(xie) ，擦寫(xie) 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(chu) 功能可以極大降低意外斷電時數據丟(diu) 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運行時間更長。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(wei) 例，其待機電流為(wei) 620nA，關(guan) 機電流為(wei) 42nA。

SAC 的使用也有助於(yu) 降低係統功耗。可以在需要時動態使能、在不需要時斷電以降低功耗。而傳(chuan) 統的信號調節技術采用分立式運算放大器，無論是否處於(yu) 有效工作狀態，都會(hui) 持續耗電。

TI 也提供 EnergyTrace 等軟件分析工具來觀察係統動態功耗，方便客戶的調試與(yu) 優(you) 化。此外，Code Composer StudioTm 軟件和 IAR Embedded Workbench 中集成的超低功耗 (ULP) Advisor 工具，可以幫助客戶從(cong) 代碼的角度優(you) 化功耗。

借助即用型 GUI 節省開發時間

一個(ge) 全新係統的開發可能是一項挑戰性的任務。MSP430 團隊提供的圖形用戶界麵 (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(yu) BQ76952 評估模塊 (EVM) 配套使用，您就可以詳細地了解重要電池數據。

圖 2：MSP+BQ 儀(yi) 表板接口

結語

隨著功能需求的不斷增加，電池係統將趨於(yu) 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(yu) 簡化產(chan) 品開發流程，加快產(chan) 品上市。多樣化的 MSP430 MCU 產(chan) 品組合可讓您輕鬆選擇在性能、功耗和成本方麵符合您需要的器件。查看以下鏈接，了解產(chan) 品信息和技術資源。

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