移動(dòng)電話、個(gè)人可穿戴設(shè)備以及我們家中的許多無(wú)線傳感器和控制器的無(wú)拘無(wú)束世界的便利是有代價(jià)的：不斷關(guān)注和管理為其供電的可充電電池。

最近提出了提供其他維持其運(yùn)行的方法的建議，例如超級(jí)電容器、無(wú)線電波的能量收集和來(lái)自周?chē)h(huán)境的振動(dòng)能量。但僅靠這些替代方案是不夠的。為了確保穩(wěn)定的電源，充電電池(目前基于鋰離子電池)將是必要的。

由于我們十多年來(lái)一直依賴(lài)可充電電池，我一直感到困惑的是，一個(gè)通用的設(shè)備和協(xié)議獨(dú)立標(biāo)準(zhǔn)還沒(méi)有出現(xiàn)。

直到相對(duì)可充電的電池管理一直是準(zhǔn)系統(tǒng)。典型的低成本相對(duì)笨拙的電池方案通常僅由連接到電池組端子的識(shí)別電阻組成。或者，電池組可能在電源連接器旁邊包括一個(gè)電阻溫度傳感器。下拉電阻的測(cè)量值表示容量和化學(xué)信息。

有許多所謂的智能電池管理方案可用。但它們要么是公司、行業(yè)，要么是特定應(yīng)用，盡管它們都使用相同的電池類(lèi)型、尺寸和化學(xué)成分。當(dāng)我們從一個(gè)擁有近 80 億移動(dòng)電話用戶(hù)的世界轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)將有數(shù)百億甚至數(shù)千億電池依賴(lài)的可穿戴無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的世界時(shí)，這個(gè)問(wèn)題只會(huì)變得更糟。這還不包括需要可靠電池管理的現(xiàn)有消費(fèi)產(chǎn)品。

我的標(biāo)準(zhǔn)跨平臺(tái)電池管理候選者是 MIPI 聯(lián)盟開(kāi)發(fā)的電池接口 (BIF) 規(guī)范。MIPI 的 250 家公司成員最初將 BIF 定位在移動(dòng)電話和計(jì)算設(shè)備上。雖然它在移動(dòng)設(shè)備中被廣泛使用的時(shí)間比我預(yù)期的要長(zhǎng)，但我毫不懷疑 BIF 不僅會(huì)在那里占據(jù)主導(dǎo)地位，而且還會(huì)在更廣泛的范圍內(nèi)占據(jù)主導(dǎo)地位。我的樂(lè)觀有兩個(gè)原因。

一是 MIPI 聯(lián)盟的BIF 工作組并未嘗試涵蓋可充電電池管理的各個(gè)方面。相反，它將重點(diǎn)限制在電池子系統(tǒng)如何與其所在的其他設(shè)備(目前是手機(jī))通信。

但由于它只處理通信接口的硬件和軟件方面，而不是特別針對(duì)特定設(shè)備，它看起來(lái)像是可穿戴設(shè)備和其他消費(fèi)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等功率受限的無(wú)線平臺(tái)的理想選擇。而且因?yàn)樗粫?huì)嘗試做超出必要的事情(許多行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題)BIF 提供了適用于除了目前用于手機(jī)和其他無(wú)線設(shè)備的鋰離子電池之外的其他電池化學(xué)成分的承諾。

在硬件方面，BIF 盡可能地簡(jiǎn)約，硬件收發(fā)器可以使用典型的非前沿 CMOS 工藝在少至 1k 的門(mén)中實(shí)現(xiàn)。這足夠小，可以輕松集成到手機(jī)電源管理 IC (PMIC) 或數(shù)字基帶 IC (BB) 中。

盡管它的小門(mén)數(shù)將使其成為物聯(lián)網(wǎng)和可穿戴設(shè)備的絕佳候選者，但對(duì)它有利的是，該規(guī)范僅在兩個(gè)現(xiàn)有的電源連接器 VBAT 和 GND 上增加了一條線，即電池通信線 (BCL) ，在典型的手機(jī)中。通過(guò)一條 BCL 線路，BIF 通信協(xié)議旨在提供一系列管理功能所需的所有信號(hào)：電池存在檢測(cè)、模擬電池識(shí)別，以及數(shù)據(jù)、地址和命令字、帶內(nèi)中斷、和省電喚醒命令。

我認(rèn)為 BIF 能夠更廣泛地建立自己的第二個(gè)原因是工作組提出的軟件管理方案。為了管理通過(guò)一個(gè)引腳連接發(fā)送的所有功能，他們定義了一種算法，允許開(kāi)發(fā)人員定義一組電池充電規(guī)則，這些規(guī)則可以存儲(chǔ)在不超過(guò) 64k 字節(jié)的可尋址 RAM、ROM 或可重新編程的非易失性存儲(chǔ)器中對(duì)于系統(tǒng)中的每個(gè)從設(shè)備。除了一些通用軟件驅(qū)動(dòng)程序之外，該方案還允許開(kāi)發(fā)人員在基于規(guī)則的算法中包含用于主機(jī)充電控制的功能，以特定于應(yīng)用程序要求的優(yōu)先順序存儲(chǔ)。

但即使有這樣的方案可用，也有很多低成本的“啞”模擬電池需要考慮和識(shí)別。BIF 工作組考慮到了這一點(diǎn)，在 BCL 和 GND 之間連接了一個(gè)下拉電阻，允許基于 BIF 的電池子系統(tǒng)識(shí)別電池是智能型還是低成本類(lèi)型，并確定電池的電氣特性。低成本電池。