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ANALOG/MIXED SIGNAL
FUEL GAUGING
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- 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