SBS智能電池系統(tǒng)介紹

智能電池系統(tǒng)，SBS是電池管理領(lǐng)域內(nèi)使用的規(guī)范。SBS用于確定準(zhǔn)確的電池容量讀數(shù)，并廣泛用于便攜式計(jì)算機(jī)。SBS使操作系統(tǒng)能夠根據(jù)剩余的估計(jì)運(yùn)行時(shí)間執(zhí)行電源管理操作。使用智能電池系統(tǒng)SBS，耗電系統(tǒng)還可以控制電池的充電量。通過SMBus雙線通信總線進(jìn)行通信。該規(guī)范始于1994年的金霸王公司和英特爾公司，但后來被幾家電池和半導(dǎo)體制造商采用。

智能電池系統(tǒng)由智能電池系統(tǒng)實(shí)施者論壇SBS-IF開發(fā)。此智能電池系統(tǒng)規(guī)范現(xiàn)在由系統(tǒng)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(nèi)的多家電池公司以及包括英特爾，Benchmarq，線性技術(shù)，格言，三菱和國家半導(dǎo)體在內(nèi)的半導(dǎo)體制造商發(fā)起。智能電池系統(tǒng)規(guī)格是通用的，與電池化學(xué)成分，電壓和封裝無關(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(shè)備以及充電器。

該規(guī)范包含四個(gè)部分：

1.系統(tǒng)管理總線，SMBus

SMBus是一種已建立的總線，用于整個(gè)智能電池系統(tǒng)規(guī)范。使用兩根線并基于I2C協(xié)議，它可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)電池系統(tǒng)的不同元件之間的通信。這兩行是數(shù)據(jù)和時(shí)鐘。在數(shù)據(jù)和時(shí)鐘線路出現(xiàn)故障的情況下，通常會(huì)添加另一條通常稱為T引腳的線路，用于安全指示。在整個(gè)系統(tǒng)中，通信元件中的一個(gè)元件被指定為主設(shè)備，所有其他元件被指定為從設(shè)備狀態(tài)。以這種方式，整個(gè)電子系統(tǒng)的不同元件可以在執(zhí)行各種動(dòng)作之前相互詢問以獲得關(guān)于電池狀態(tài)等的信息。當(dāng)電池標(biāo)記某種狀態(tài)時(shí)，也可以啟動(dòng)其他動(dòng)作。在系統(tǒng)內(nèi)使用的信令機(jī)制基本上有兩種形式：第一個(gè)使用SMBus CLOCK和數(shù)據(jù)線。它是智能電池和其他SMBus設(shè)備之間的主要通信通道。智能電池在請求時(shí)提供數(shù)據(jù)，向智能電池充電器發(fā)送充電信息，并在參數(shù)超出特定智能電池的預(yù)定限制時(shí)廣播關(guān)鍵警報(bào)信息。另一個(gè)所需的通信接口是輔助信號(hào)機(jī)制或“安全信號(hào)”，它位于智能電池組連接器上的一個(gè)單獨(dú)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，它意味著作為備用信令方法。它主要由智能電池充電器用于確認(rèn)正確充電。通常使用熱敏電阻來確保電池在安全極限內(nèi)運(yùn)行。如果溫度升高，熱敏電阻將提供故障的簡單指示。一些所謂的智能電池使用單線系統(tǒng) – SBS智能電池系統(tǒng)不支持這些系統(tǒng)。然而，可以通過單線實(shí)現(xiàn)通信，這對于許多應(yīng)用來說是足夠的。因此，電池使用三根電線：一個(gè)普通的正極和負(fù)極電池端子和一個(gè)單一的數(shù)據(jù)端子。該數(shù)據(jù)鏈路還提供時(shí)鐘信息的路徑。出于安全原因，大多數(shù)電池制造商都使用單獨(dú)的電線進(jìn)行溫度傳感。

2.智能電池?cái)?shù)據(jù)，SBD規(guī)范 

整個(gè)智能電池系統(tǒng)的這一要素定義了流經(jīng)SMBus的數(shù)據(jù)。智能電池?cái)?shù)據(jù)規(guī)范不僅提供軟件的定義，還提供錯(cuò)誤檢測協(xié)議，信令和數(shù)據(jù)協(xié)議的定義。它還包括有關(guān)電池信號(hào)的特定項(xiàng)目，包括電壓，電流，溫度，設(shè)備類型和各種存儲(chǔ)值。存儲(chǔ)的值非常重要，因?yàn)樗鼈兛梢杂糜诖鎯?chǔ)電荷水平的最新數(shù)字以及電池容量，因?yàn)檫@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(guī)格 

充電器的功能差異很大。因此，智能電池系統(tǒng)規(guī)格詳細(xì)說明了充電器的各個(gè)級(jí)別：等級(jí)1  ：這是充電器的基本等級(jí)，可以在智能電池系統(tǒng)中使用。它只能解釋嚴(yán)重警告并關(guān)閉，例如，當(dāng)檢測到重大故障時(shí)。雖然1級(jí)SBS充電器可以解釋智能電池充電結(jié)束消息，從而最大限度地減少過充電，但它們不能提供完全獨(dú)立于化學(xué)的操作。結(jié)果，從規(guī)范中刪除了1級(jí)充電器。2  級(jí)：此級(jí)別的電池充電器具有更高的功能。它可以根據(jù)充電算法調(diào)整其輸出。該算法存儲(chǔ)在智能電池組中。更具體地說，2級(jí)智能電池充電器作為從設(shè)備運(yùn)行，并通過調(diào)整其充電特性來響應(yīng)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(jí)充電器，智能電池負(fù)責(zé)啟動(dòng)通信。它還為充電器提供充電算法，因?yàn)殡姵刈罴逊胖靡粤私馑鼞?yīng)如何充電。智能電池能夠存儲(chǔ)可與充電器通信的算法。因此，2級(jí)智能電池充電器獨(dú)立于電池化學(xué)成分，因?yàn)樗軌蚋淖兤涑潆娗€以滿足電池提供的算法需求。3級(jí)  ：這種類型的電池充電器是智能電池系統(tǒng)規(guī)范中概述的最復(fù)雜類型。3級(jí)充電器不僅可以解釋智能電池的嚴(yán)重警告信息，還可以充當(dāng)SMBus主設(shè)備。對于這個(gè)級(jí)別，智能電池不一定負(fù)責(zé)啟動(dòng)統(tǒng)計(jì)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(jí)智能電池充電器可以充當(dāng)從屬設(shè)備，也可以輪詢智能電池以確定所需的充電電壓和電流，然后動(dòng)態(tài)調(diào)整其輸出。鑒于其操作模式，3級(jí)充電器是化學(xué)獨(dú)立的，因?yàn)橹悄茈姵赝ㄖ潆娖鞒潆姷募?xì)節(jié)。但是，3級(jí)智能電池充電器能夠?qū)崿F(xiàn)替代的專用充電算法。為此，它可以從智能電池獲得相關(guān)數(shù)據(jù)。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(diào)節(jié)的其他數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)。

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(qū)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(shù)據(jù)元素：使智能電池充電器設(shè)置適當(dāng)?shù)某潆婋娏骱碗妷旱恼f明。將數(shù)據(jù)傳遞給充電器，了解智能電池的充電算法。數(shù)據(jù)使電池能夠盡可能快速安全地充電。數(shù)據(jù)傳輸使新電池技術(shù)能夠安裝在設(shè)備中，而無需全新的充電器等。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(zhǔn)確，迅速地響應(yīng)任何嚴(yán)重警告信息：過充電；正常充電結(jié)束；過溫；報(bào)警條件恢復(fù)正常后充電重啟；放電結(jié)束周期

4.SMBus / BIOS接口規(guī)范

這定義了運(yùn)行受電設(shè)備的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序如何通過BIOS操作層與SMBus組件進(jìn)行通信。智能電池系統(tǒng)，SBS規(guī)范最初針對便攜式計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用，其中電池壽命和指示非常重要。但是它也可以應(yīng)用于許多其他領(lǐng)域。