本文將使用基于NXPiMX7ARM處理器的來自ToradexColibriiMX7的低功耗演示板來展示鋰電池的應用方案。

iMX7采用了ArmCortex-A7和Cortex-M4核的異構多核處理技術。在應用核上運行嵌入式Linux系統，并在M4核上運行實時操作系統FreeRTOS。而我們將使用該演示展板來展示鋰電池的應用方案。之所以取名低功耗演示，是因為我們可以關閉CortexA7核心，并只運行i.MX7M4核心來讀取傳感器和控制SPILCD液晶顯示屏。下面是框圖介紹。

ColibriiMX7低功耗演示板框圖

我們對電池系統的要求：

通過5VUSBBC1.2充電

5V到20V可變外部電源

5V和3.3V系統電壓

電池使用時間超過1天

從ColibriiMX7技術手冊得知CPU在最大負荷時需要最高300mA的電流。如我之前的建議，我們將會使用兩個串聯的可拆卸電池，而不是更加危險的并聯方式。我們使用TIBQ2920x實現電壓保護并提供針對2S鋰電池自動平衡。也可以通過外部方式實現電池平衡。對于演示展板，完全可以使用自主主動平衡，就像你在很多消費品設備里看到的一樣。我還是推薦使用專用引腳控制平衡充電，只在更高的SoC層面控制，避免過度或者過早的放電。我們使用LT的LTC2943電池計量表通過I2C總線來測量電流、電壓和溫度，并在SPI液晶顯示屏上顯示實際的充電狀態。該器件使用一個14位delta-sigmaADC獲取準確的庫倫值。我們只使用BC1.2標準，電壓維持在5V。因此，TIBQ24392用作電池充電檢測芯片。我建議仔細閱讀該芯片手冊，認真研究充電檢測框圖。充電電路的核心是帶有降壓-升壓轉換器的ISL9237，所以我們能夠使用USB的5V和外部5V到20V直流電源為電池充電，如下圖示例。

這是一個非常豪華的方案，滿足我們的需求并展示了可能的選擇。然而對于實際的應用案例，我建議只使用一個直流電源并固定電壓，并使其高于電池的最大電壓。另一方面，也可以只使用USB或者直流電源的5V充電，這樣僅使用升壓轉換器的簡單充電電路。

ToradexColibriiMX7低功耗演示板BMS概況

我希望所介紹的方案是易于理解的，并能夠作為您自己方案的參考設計。再次強調，這只是眾多方案中的其中一個，可以在成本或效能上進一步優化。這個案例說明了使用可充電的鋰電池為嵌入式系統供電并不困難。有了我們模塊化的設計，借助額外的電子器件擴展底板，可以很方便地實現類似的方案。如果您還有疑問或者想要更多的信息，歡迎聯系我們。我很樂意和電池管理系統專家交流。

ColibriiMX7低功耗演示板