STC3117是系統側電量監(jiān)測計集成電路 （IC），具有電池充電器控制功能，適用于智能手機、媒體播放器、數碼相機和其他手持設備中的鋰離子電池。很少有事情比智能手機聲稱它有 20% 的電池更煩人，但幾分鐘后，就在屏幕變黑之前，它卻看到它下降到 3%，而用戶意識到這一切都是謊言充滿挫敗感。在某些敏感應用中，如醫(yī)療設備，準確了解電池電量可能是生死攸關的問題，粗略的高估可能會使醫(yī)務人員陷入困境。

該博客的?？蜁⒁獾?ST 在電源應用領域具有獨特的領導地位。從非凡的PFC 控制器到沒有競爭對手的晶閘管 Finder等應用程序，再到具有創(chuàng)紀錄效率的 SiC 二極管和新的直接轉換器，ST 掌握的技術使其獨樹一幟。因此，該公司自然而然地涉足電池管理領域，而 STC3117 是這一歷程中的最新里程碑。

從基本庫侖計到電量計

手持設備充電系統的架構概述

在其最原始的形式中，用于電池的電量計或電量計是庫侖計。由于庫侖是代表一安培恒定電流在一秒鐘內攜帶的電荷的單位，因此很容易猜測庫侖計數器只是測量進入和離開電池的電流。為獲取該信息，移動設備通常具有與電池、充電器 IC 和主微控制器 （MCU） 接口的獨立 IC。因此，庫侖計可以測量進出電池的電荷，以輸出充電狀態(tài) （SOC），該值以百分比表示，表示電池在給定時刻保持的充電水平。0 % 表示它是空的，100 % 表示它是滿的。

不幸的是，庫侖計數是一種容易出錯的方法，因為沒有參考點。此外，隨著電池容量隨著時間的推移而減少，計數器變得不那么可靠。事實上，只有當系統對總容量有準確的了解時，計數才有效。因此，電量計也可以根據電池的電壓來確定 SOC。由于電壓和充電狀態(tài)之間存在相關性，因此儀表在測量電壓后只需使用查找表即可確定充電水平。這種方法甚至可以用來重新校準庫侖計。當電壓顯示電池已充滿時，系統會重置計數器以確保其準確性。

OptimGauge：STC3117 的強大優(yōu)勢

就像典型的電池電量計一樣，STC3117 連續(xù)測量電流和電壓。但是，由于 OptimGauge，該組件在競爭中脫穎而出，這是一種旨在輸出更準確 SOC 的算法，這要歸功于它的兩個模塊。第一個在芯片上，跟蹤不同的參數，如溫度、電流和電壓，而第二個在驅動器上，使用來自前一個模塊的信息來動態(tài)調整 SOC。OptimGauge 方法背后的動機是它提供了新級別的靈活性，甚至可以允許客戶添加他們自己的算法。因此，客戶多年來一直從事的項目不必浪費，而是可以重復使用以提供更精確的估算。

應用處理器甚至可以根據原始信息（電流、溫度、電壓）計算電池的健康狀態(tài) （SOH），以快速檢測電池容量是否以正常速率下降，或者設備是否需要維修。最重要的是，與上一代 STC3115 相比，STC3117使用的 OptimGauge 算法得到了改進，可提供連續(xù)的 SOC 校正，從而獲得更高的精度。

STC3117 甚至包括一個特殊的報警輸出。基本上，如果電池電量不足，發(fā)送到 ALM 引腳的信號可以提醒系統，這意味著 SOC 低于特定閾值。此類信息絕對至關重要，因為警報會導致 MCU 觸發(fā)關閉序列以保存內存中的所有信息，并確保系統的完整性。ST 的電量計還可以檢測電池是否丟失，提醒用戶，或者是否發(fā)生了更換，充電/放電模型是否需要調整以適應安裝的新電池。

硬件和軟件靈活性

ST 的電量計也非常靈活。它的 I 2 C 通信端口意味著工程師不必處理特定的總線通信，因此 STC3117 和 MCU 之間的信息傳輸再簡單不過了。使用新芯片，設計人員甚至可以在庫侖計數和電壓跟蹤并行運行的混合模式和僅測量電壓以節(jié)省功耗的另一種模式之間進行選擇。甚至精度水平也是可調節(jié)的。敏感的應用程序可以使用一個特殊的軟件層，該層利用專用功能來提高 SOC 的準確性，而不太關鍵的設置可以在沒有它的情況下運行以節(jié)省資源。

這種靈活性還體現在開路電壓 （OCV） 參考曲線現在可以完全定制，以適應最常見鋰離子電池的特性。此外，與上一代產品一樣，用于電池檢測和充電器控制的引腳是獨立的，這意味著可以使用一個功能同時禁用另一個功能。最后，封裝更?。?.5 毫米 x 1.6 毫米，9 個凸點）并且芯片的功耗更低，這部分歸功于某些計算的硬件加速，例如平均電流。STC3117 的通用驅動程序也是開源的，可在GitHub 上獲取以增加便利性。

審核編輯：郭婷