作為本文的先決條件，建議回顧應(yīng)用筆記505“鋰紐扣電池：預(yù)測應(yīng)用壽命”，以更好地了解鋰紐扣電池的一般行為。

Maxim提供各種采用紐扣鋰電池的產(chǎn)品。在某些應(yīng)用中，需要能夠監(jiān)控電池狀態(tài)，以防止在電池接近其使用壽命時(shí)意外丟失數(shù)據(jù)。電池監(jiān)視是DS1330、DS1345和DS1350 NV SRAM PowerCap模塊不可或缺的功能。

此電池監(jiān)控功能還可用于我們的內(nèi)存產(chǎn)品參數(shù)搜索中的排序。

哪些應(yīng)用可能需要電池監(jiān)控？

在需要很長使用壽命的現(xiàn)場安裝中，或者環(huán)境可能會(huì)給備用電池系統(tǒng)的整體可靠性帶來一些不確定性的現(xiàn)場安裝中，定期檢查剩余電池容量的能力是有益的。

設(shè)計(jì)為“始終在線”的服務(wù)器或 RAID 應(yīng)用程序等安裝依靠 NV SRAM 在發(fā)生斷電時(shí)保留任務(wù)關(guān)鍵型數(shù)據(jù)。因此，在電源恢復(fù)后可靠和方便的系統(tǒng)恢復(fù)是基本必要條件，并且可能需要在系統(tǒng)架構(gòu)中增加一些額外的開銷。

電池監(jiān)控電路如何工作？

如應(yīng)用筆記505所述，必須了解鋰紐扣電池的幾個(gè)特性，才能準(zhǔn)確預(yù)測電池的使用壽命。由于鋰電池的電壓特性隨時(shí)間推移而具有扁平電壓特性，并且面對NV SRAM模塊在系統(tǒng)生命周期中可能暴露的環(huán)境變量，使用簡單的開路電壓（OCV）監(jiān)控不足以衡量電池剩余容量。

圖1顯示了紐扣鋰電池在固定100kΩ負(fù)載下觀察到的典型電壓特性。Maxim設(shè)計(jì)了一種電池監(jiān)測電路，利用鋰電池在已知負(fù)載下的特性來確定電池是否仍然是備用電池的可行電源。由于這種負(fù)載暴露還需要消耗少量的電池容量，因此在設(shè)計(jì)定義期間，這種暴露的頻率也是一個(gè)問題。

圖1.電池放電圖。

**出于圖表目的，選擇負(fù)載以加速電池放電。

上電時(shí)，大約每24小時(shí)，在電池端子上連接一個(gè)內(nèi)部1MΩ測試電阻一秒鐘，并對電池電壓進(jìn)行采樣。在那一秒鐘的時(shí)間段內(nèi)，如果電池電壓（V.BAT） 低于工廠編程的電池警告跳變點(diǎn) （~2.6V），電池警告輸出 （%-overbar_pre%BW%-overbar_post%） 將被置位。（見圖2）一旦斷言，大約每 5 秒將執(zhí)行一次電池測試以檢測電池拆卸情況，%-overbar_pre%BW%-overbar_post% 將保持活動(dòng)狀態(tài)，直到物理移除弱電池并更換為新電池。連接新電池后，第一個(gè)通過的測試結(jié)果將取消 %-overbar_pre%BW%-overbar_post% 輸出，測試間隔將返回到 24 小時(shí)。（請參閱圖 3。'%-overbar_pre_sentence%BW%-overbar_post% 是漏極開路輸出驅(qū)動(dòng)器。

對于PowerCap產(chǎn)品，電池更換通常應(yīng)在系統(tǒng)電源打開時(shí)進(jìn)行，以免損壞內(nèi)部存儲(chǔ)器內(nèi)容。當(dāng) %-overbar_pre%BW%-overbar_post% 處于活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，不會(huì)禁止正常的內(nèi)存寫入/讀取操作，但無法保證在斷電期間保留數(shù)據(jù)。由于測試間隔為 5 秒，因此在安裝新電池之前，需要取出電池超過一個(gè)測試間隔，或大約 7 秒。

每次上電后都會(huì)重新測試電池，即使 %-overbar_pre% BW%-overbar_post% 在斷電時(shí)處于活動(dòng)狀態(tài)。

圖2.電池上電測試失敗（V.BAT= 2.55V）。

圖3.使用新電池（V.BAT= 3.15V）。

根據(jù)所用原電池的報(bào)廢電壓曲線特性，出現(xiàn)有效的%-overbar_pre%BW%-overbar_post%信號應(yīng)為用戶提供大約500小時(shí)（~3周）的電池即將發(fā)生故障的通知。

應(yīng)如何監(jiān)控電池警告輸出？

%-overbar_pre%BW%-overbar_post%輸出為漏極開路器件，需要VCC安裝一個(gè)外部上拉電阻（~3kΩ–10kΩ）才能實(shí)現(xiàn)邏輯1輸出狀態(tài)。置位時(shí)，%-overbar_pre%BW%-overbar_post%引腳可吸收高達(dá)10mA的電流。建議將此引腳連接到用戶微處理器設(shè)備上的可用中斷或 I/O 輸入。由于電池監(jiān)控周期性，如果未直接連接到微處理器硬件中斷，則至少每 24 小時(shí)檢查一次 %-overbar_pre%BW%-overbar_post% 狀態(tài)。

觀察到電池警告時(shí)應(yīng)采取哪些糾正措施？

根據(jù)系統(tǒng)的不同，糾正措施的范圍可能從面板指示器的照明或向操作員發(fā)送警告消息到使用外部通信端口和預(yù)定錯(cuò)誤協(xié)議的自動(dòng)化服務(wù)調(diào)度功能等更精細(xì)的內(nèi)容。在任何情況下，多天預(yù)先警告的相對安全性應(yīng)允許用戶有足夠的反應(yīng)時(shí)間來執(zhí)行受控的電池更換程序，而不會(huì)丟失數(shù)據(jù)。

審核編輯：郭婷