EO_458

ANALOG/MIXED SIGNAL

FUEL GAUGING

- ELETTRONICA OGGI 458 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2016

già pronta all’uso, di semplice realizzazione che pos-

sa essere immediatamente trasferita in produzione. I

metodi tradizionali utilizzati per il rilevamento della ca-

rica della batteria prevedono la presenza nel team di

progetto di uno specialista (nel settore delle batterie

o dell’alimentazione) che collabori con il fornitore del

circuito integrato in grado di fornire l’indicazione della

carica della batteria (fuel gauge) al fine di identifica-

re il modello più adatto per la batteria utilizzata. Ciò

spesso comporta la caratterizzazione della batteria in

varie condizioni di temperatura e di carico, nel caso

siano disponibili camere per prove in temperatura e

apparecchiature specialistiche per il collaudo della

batteria, oppure l’invio della batteria al fornitore dei

circuiti per l’indicazione della carica della batteria che

si occupa della caratterizzazione nei propri laborato-

ri. Ciò può comportate costi sia reali sia intangibili. La

logistica collegata alla spedizione di batterie a ioni di

litio prevede controlli sempre più rigorosi nel caso di

trasporto aereo per ragioni di sicurezza, senza dimen-

ticare il tempo speso per la spedizione. Una volta che

le batterie sono pervenute al fornitore, la caratterizza-

zione e la modellazione delle batterie nelle varie con-

dizioni di temperatura e di carico previste sono opera-

zioni che durano un paio di settimane. Solo a questo

punto il progettista è in grado di integrare lo specifico

modello di batteria con il circuito per l’indicazione del-

la carica della batteria stessa per iniziare la valutazio-

ne e completare il progetto.

Un approccio innovativo

Maxim Integrated ha di recente introdotto una metodo-

logia innovativa per risolvere i problemi appena men-

zionati che abbina i più recenti progressi nel campo

dei circuiti integrati a segnali misti (mixed signal) a

bassissimo consumo con l’algoritmo per l’indicazione

della carica della batteria denominato ModelGauge

m5 EZ. Questo algoritmo è integrato nei dispositivi per

l’indicazione della carica della batteria MAX1720x/

MAX1721x, di tipo autonomo (stand-alone) e caratteriz-

zati da bassissimi consumi. I modd. MAX17201/17211

sono in grado di monitorare un pacco batteria a singo-

la cella mentre i modd. MAX17205/MAX17215 posso-

no monitorare e bilanciare un pacco batterie con due

(2S) o tre (3S) celle in serie oppure monitorare un pac-

co di più celle in serie. Un’interfaccia 1-Wire (nel caso

di MAX17211/MAX17215) di Maxim o I2C a due fili (nel

caso di MAX17201/MAX17205) fornisce l’accesso ai

dati e ai registri di controllo.

Questi circuiti integrati per l’indicazione del livello di

carica consentono al progettista di sfruttare un wizard

di configurazione disponibile nel software del kit di

valutazione per generare un modello di batteria adatto

alle loro applicazioni senza il pericolo di incorrere in

alcuna complicazione legata a una caratterizzazione

personalizzata della batteria. Il progettista di sistema

deve solamente fornire tre tipi di informazione (si fac-

cia riferimento alla Fig. 2):

• capacità della batteria utilizzata nel progetto (spesso

reperibile sull’etichetta o sul datasheet della batteria

stessa);

• valore della tensione per cella che si può considera-

re come riferimento per definire la batteria scarica (in

funzione dei vincoli dell’applicazione);

• indicare se la tensione di carica della batteria sia

superiore a 4,275V (per cella nel caso di più celle in

serie).

Oltre al modello della batteria, il wizard di configura-

zione permette al progettista di sistemi di analizzare

numerose caratteristiche della configurazione har-

dware tra cui:

• schemi circuitali del pacco di batterie (importante

nel caso di più celle in serie);

• numero di celle in serie;

• modalità di shutdown (importante nel caso in cui la

batteria debba essere rimossa dal sistema);

• scelta del resistore di rilevamento;

Fig. 2 – Con un semplice wizard di configurazione è possibile

generare un modello di batterie adatto alla particolare

applicazione considerata