SBS智能電池系統介紹
智能電池系統,SBS是電池管理領(lǐng)域內使用的規范。SBS用于確定準確的電池容量讀數,并廣泛用于便攜式計算機。SBS使操作系統能夠根據剩余的估計運行時(shí)間執行電源管理操作。使用智能電池系統SBS,耗電系統還可以控制電池的充電量。通過(guò)SMBus雙線(xiàn)通信總線(xiàn)進(jìn)行通信。該規范始于1994年的金霸王公司和英特爾公司,但后來(lái)被幾家電池和半導體制造商采用。
智能電池系統由智能電池系統實(shí)施者論壇SBS-IF開(kāi)發(fā)。此智能電池系統規范現在由系統管理界面論壇(SMIF),Inc管理,該論壇是一家在美國德克薩斯州注冊成立的非營(yíng)利性行業(yè)組織。SBS本身由包括金霸王,勁量,東芝和瓦爾塔在內的多家電池公司以及包括英特爾,Benchmarq,線(xiàn)性技術(shù),格言,三菱和國家半導體在內的半導體制造商發(fā)起。智能電池系統規格是通用的,與電池化學(xué)成分,電壓和封裝無(wú)關(guān)。通常,SBS將提供從電池到物品的通信鏈路,包括被供電的設備以及充電器。
該規范包含四個(gè)部分:
1.系統管理總線(xiàn),SMBus
SMBus是一種已建立的總線(xiàn),用于整個(gè)智能電池系統規范。使用兩根線(xiàn)并基于I2C協(xié)議,它可以實(shí)現整個(gè)電池系統的不同元件之間的通信。這兩行是數據和時(shí)鐘。在數據和時(shí)鐘線(xiàn)路出現故障的情況下,通常會(huì )添加另一條通常稱(chēng)為T(mén)引腳的線(xiàn)路,用于安全指示。在整個(gè)系統中,通信元件中的一個(gè)元件被指定為主設備,所有其他元件被指定為從設備狀態(tài)。以這種方式,整個(gè)電子系統的不同元件可以在執行各種動(dòng)作之前相互詢(xún)問(wèn)以獲得關(guān)于電池狀態(tài)等的信息。當電池標記某種狀態(tài)時(shí),也可以啟動(dòng)其他動(dòng)作。在系統內使用的信令機制基本上有兩種形式:第一個(gè)使用SMBus CLOCK和數據線(xiàn)。它是智能電池和其他SMBus設備之間的主要通信通道。智能電池在請求時(shí)提供數據,向智能電池充電器發(fā)送充電信息,并在參數超出特定智能電池的預定限制時(shí)廣播關(guān)鍵警報信息。另一個(gè)所需的通信接口是輔助信號機制或“安全信號”,它位于智能電池組連接器上的一個(gè)單獨的“T-pin”上。這是智能電池的可變電阻輸出,指示何時(shí)允許充電。如果SMBus變得不可操作,它意味著(zhù)作為備用信令方法。它主要由智能電池充電器用于確認正確充電。通常使用熱敏電阻來(lái)確保電池在安全極限內運行。如果溫度升高,熱敏電阻將提供故障的簡(jiǎn)單指示。一些所謂的智能電池使用單線(xiàn)系統 – SBS智能電池系統不支持這些系統。然而,可以通過(guò)單線(xiàn)實(shí)現通信,這對于許多應用來(lái)說(shuō)是足夠的。因此,電池使用三根電線(xiàn):一個(gè)普通的正極和負極電池端子和一個(gè)單一的數據端子。該數據鏈路還提供時(shí)鐘信息的路徑。出于安全原因,大多數電池制造商都使用單獨的電線(xiàn)進(jìn)行溫度傳感。
2.智能電池數據,SBD規范
整個(gè)智能電池系統的這一要素定義了流經(jīng)SMBus的數據。智能電池數據規范不僅提供軟件的定義,還提供錯誤檢測協(xié)議,信令和數據協(xié)議的定義。它還包括有關(guān)電池信號的特定項目,包括電壓,電流,溫度,設備類(lèi)型和各種存儲值。存儲的值非常重要,因為它們可以用于存儲電荷水平的最新數字以及電池容量,因為這些電池在電池的壽命和整個(gè)電池中充電。
3.智能電池充電器,SBC規格
充電器的功能差異很大。因此,智能電池系統規格詳細說(shuō)明了充電器的各個(gè)級別:等級1 :這是充電器的基本等級,可以在智能電池系統中使用。它只能解釋嚴重警告并關(guān)閉,例如,當檢測到重大故障時(shí)。雖然1級SBS充電器可以解釋智能電池充電結束消息,從而最大限度地減少過(guò)充電,但它們不能提供完全獨立于化學(xué)的操作。結果,從規范中刪除了1級充電器。2 級:此級別的電池充電器具有更高的功能。它可以根據充電算法調整其輸出。該算法存儲在智能電池組中。更具體地說(shuō),2級智能電池充電器作為從設備運行,并通過(guò)調整其充電特性來(lái)響應智能電池發(fā)送給它的充電電壓和充電電流消息。對于2級充電器,智能電池負責啟動(dòng)通信。它還為充電器提供充電算法,因為電池最佳放置以了解它應如何充電。智能電池能夠存儲可與充電器通信的算法。因此,2級智能電池充電器獨立于電池化學(xué)成分,因為它能夠改變其充電曲線(xiàn)以滿(mǎn)足電池提供的算法需求。3級 :這種類(lèi)型的電池充電器是智能電池系統規范中概述的最復雜類(lèi)型。3級充電器不僅可以解釋智能電池的嚴重警告信息,還可以充當SMBus主設備。對于這個(gè)級別,智能電池不一定負責啟動(dòng)統計通信,包括充電電流和充電電壓,或者用于向充電器提供充電算法。3級智能電池充電器可以充當從屬設備,也可以輪詢(xún)智能電池以確定所需的充電電壓和電流,然后動(dòng)態(tài)調整其輸出。鑒于其操作模式,3級充電器是化學(xué)獨立的,因為智能電池通知充電器充電的細節。但是,3級智能電池充電器能夠實(shí)現替代的專(zhuān)用充電算法。為此,它可以從智能電池獲得相關(guān)數據。這可能包括諸如完全充電剩余時(shí)間,電池溫度或用于控制正確充電或放電調節的其他數據等數據。
智能電池和智能電池充電器之間的通信可分為兩個(gè)主要區域:智能電池和智能電池充電器之間的基本通信: 智能電池和充電器之間可以傳遞許多數據元素:使智能電池充電器設置適當的充電電流和電壓的說(shuō)明。將數據傳遞給充電器,了解智能電池的充電算法。數據使電池能夠盡可能快速安全地充電。數據傳輸使新電池技術(shù)能夠安裝在設備中,而無(wú)需全新的充電器等。智能電池和智能電池充電器之間的關(guān)鍵通信: 顯然,任何智能電池充電器都能夠準確,迅速地響應任何嚴重警告信息:過(guò)充電;正常充電結束;過(guò)溫;報警條件恢復正常后充電重啟;放電結束周期
4.SMBus / BIOS接口規范
這定義了運行受電設備的操作系統和應用程序如何通過(guò)BIOS操作層與SMBus組件進(jìn)行通信。智能電池系統,SBS規范最初針對便攜式計算機中的應用,其中電池壽命和指示非常重要。但是它也可以應用于許多其他領(lǐng)域。