배터리 수명을 정확히 예측하는 전원 관리 연료 게이지-아이씨엔매거진

TI 코리아(대표 손영석)는 스마트폰 및 핸드헬드 기기용 임피던스 트랙(Impedance Track) 기술을 이용한 시스템 사이드 연료 게이지 IC, bq27500을 출시했다. 2.5mm x 4mm의 게이지는 99% 정확하게 배터리 수명을 예측함으로써 동작 시간을 연장하고, 데이터를 보호해 모바일 핸드헬드 기기 사용자의 편의를 제공한다. < 편집자 주>
TI의 특허 기술인 임피던스 트랙 기술을 이용한 bq27500 시스템 사이드 배터리 연료 게이지는 어떤 상황에서나 배터리의 잔여 용량을 예측하기 위해 제품의 단일셀 리튬이온 배터리에서 데이터를 정확하게 측정한다. 소형 IC는 배터리의 전압과 셀 임피던스, 즉 저항과 전류 통합을 서로 연관시킴으로써 정밀한 충전 상태를 분석한다. 이로 인해 남아있는 충전 상태를 예측된 방전 곡선을 따라 상향 또는 하향으로 조정시킨다.
대부분의 핸드헬드 기기는 배터리의 잔여 용량을 정확하게 측정할 수 없고, 단순히 용량을 추측하기 위해 셀 전압을 측정할 뿐이다. 일부 핸드헬드 기기에서 사용되고 있는 전통적인 게이징 기법들은 방전율, 온도, 셀의 수명을 보완하기 위해 시도되는 정적이고 비현실적인 모델링 기법을 요구하며, 자가 방전 및 기타 비측정형 전류에 맞춰 설계해야 한다. 이러한 모델들은 최소화하기 어려운 고유의 오류를 가지고 있기 때문에, 사용자들은 배터리가 수명을 다할 때까지 얼마나 남아있는지 정확하게 알지 못할 것이다.
배터리 잔여 용량 측정
bq27500은 1% 오류 이내에서 배터리 잔여 수명을 정확하게 예측하기 위해 배터리 방전 비율, 온도, 수명 및 기타 요인 등을 직접 측정한다. 실시간 임피던스 값을 측정 및 저장함으로써, IC는 배터리 노화에 따른 전체 용량의 변화를 자동으로 조절한다. 충전 상태 및 전체 용량은 전압과 임피던스 측정으로 계산되며, 충전 및 방전 주기를 재학습할 필요가 없다.
지능형 전력 최적화
핸드헬드 시스템이 더욱 다양한 기능을 제공함에 따라, 전력을 지능적으로 관리하고, 시스템 동작 시간을 사용자에게 알려주며, 시스템의 동작 시간을 연장하기 위해 정확하게 배터리를 측정하는 것이 중요해졌다. 정확한 배터리 데이터는 시스템의 모바일 전원 동작 시스템을 최적화하기 위해 SmartReflex™ 전력 및 성능 기술을 갖춘 TI의 OMAP3410 프로세서 등의 애플리케이션 프로세서를 이용한다. 예를 들어, 이 시스템은 저전력 모드, 클록 게이트, 클록 스로틀링(throttling), 동적 전압과 배터리 용량에 기반한 주파수 스케일링 용량을 이용할 수 있다. bq27500은 정확한 보존 에너지 경고 기능을 제공하여 배터리 방전이 끝날 때 시스템이 비휘발성 메모리에 데이터를 저장할 수 있도록 한다. 따라서 배터리 수명이 다할 때에도 작업이 사라지지 않는다.
시스템 사이드 구현
bq27500은 호스트 시스템의 보드에서 구현되며, 내장형 혹은 이동가능형 배터리를 지원한다. 시스템 사이드 구현을 통해 핸드헬드 기기 제조업체들은 배터리 팩에 추가의 전자기기가 필요 없는 최종 장비를 설계할 수 있어 비용을 절감할 수 있다. 배터리의 크기도 점차 축소되고 있기 때문에, 배터리에 전자기기를 통합시키는 것은 더욱 중요한 과제가 되고 있다. bq27500의 시스템 사이드 구현은 배터리 팩 인증과 같은 주요한 배터리 관리 기능을 제어하고 관리할 수 있다.
아이씨엔 매거진 2007년 11월호