原标题：基于TI CC2640及BQ27426工业现场计量的低功耗高精度电池电量监测方案

　　适用于低功耗工业物联网现场计量的增强型高精度电池电量监测。应用于大规模传感器应用部属，借助TI传感器和低功耗连接器技术，将电池供电数据藉由无线系统传回主控端。

　　主要使用 TI的 SimpleLink™ 超低功耗 (MCU) 平台，此设计利用无线 DMM 参考设计并展示如何使用 BQ27426 增强电池管理系统的电量监测计性能并优化功耗。采用无线连接的 4.5 位的 100kHz 真 RMS传输。DMM application (Digital Multi-meter) 无线物联网 应用产品，结合wireless MCU芯片与系统端电量计计算电池效能功能，经由无线传输与手机/笔电 接收端结合，取得代测物信息与电量信息，主要使用CC2640 无线BT & Gauge IC BQ27426 功能实现。

　　场景应用图

　　产品实体图

　　方案方块图

　　核心技术优势

　　电压/电流量测，透过2.4GHz 传输传送数据，手机藉由APP (GUI) 读取代测物数据与读取电表内电池电量信息，掌握系统电池寿命与数据分析

　　* 支持 低功耗 BLE 的MCU，适用物联网无线应用

　　* 低功耗设计与 电源管理系统

　　* 电池放电监控

　　* 提高电量监控的准确度与分辨率

　　方案规格

　　1. Vin (Min): 3.7V~4.2V (单cell)

　　2. Charging voltage: 4.2V

　　3. Termination voltage: 3.2V

　　4. Battery capacity: 150mAh

　　5. Average system discharge current range: 4~6mA

　　6. Charge current: 150mA (max)

　　7. Voltage measurement resolution : 50V, 5V, 500mV, 50mV

　　8. Curren measurement resolution: 50 mA, 500uA

　　9. Remaining capacity error: +/- 1 mAh

　　10. Remaining time error: +/- 10 minutes

　　【CC2640】

　　针对蓝牙智能应用的 SimpleLink 超低功耗无线MCU

　　描述

　　CC2640 器件是一款无线微控制器 (MCU)，主要适用于 Bluetooth® 低功耗 应用。

　　此器件属于 SimpleLink™ CC26xx 系列中的经济高效型超低功耗 2.4GHz RF 器件。它具有极低的有源 RF 和 MCU 电流以及低功耗模式流耗，可确保卓越的电池使用寿命，适合小型纽扣电池供电以及在能源采集型应用中 使用。

　　SimpleLink Bluetooth 低功耗 CC2640 器件含有一个 32 位 ARM® Cortex®-M3 内核(与主处理器工作频率同为 48MHz)，并且具有丰富的外设功能集，其中包括一个独特的超低功耗传感器控制器。此传感器控制器非常适合连接外部传感器，还适合用于在系统其余部分处于睡眠模式的情况下自主收集模拟和数字数据。因此，CC2640 器件成为 注重 电池使用寿命、小型尺寸和简便实用性的各类应用的理想选择。

　　CC2640 无线 MCU 的电源和时钟管理以及无线系统需要采用特定配置并由软件处理才能正确运行，这已在 TI-RTOS 中实现。TI 建议将此软件框架应用于针对器件的全部应用程序开发过程。完整的 TI-RTOS 和器件驱动程序以源代码形式免费提供，下载地址：www.ti.com。

　　这款 Bluetooth 低功耗控制器嵌入在 ROM 中，并在 ARM® Cortex®-M0 处理器上单独运行。此架构可改善整体系统性能和功耗，并释放闪存以供应用。

　　特性

　　微控制器

　　强大的 ARM Cortex-M3

　　EEMBC CoreMark评分：142

　　高达 48MHz 的时钟速度

　　128KB 系统内可编程闪存

　　ROM 中的 TI-RTOS 和 蓝牙软件

　　高达 28KB 系统 SRAM，其中 20KB 为超低泄漏静态随机存取存储器 (SRAM)

　　8KB SRAM，适用于缓存或系统 RAM 使用

　　2 引脚 cJTAG 和 JTAG 调试

　　支持无线升级 (OTA)

　　超低功耗传感器控制器

　　可独立于系统其余部分自主运行

　　16 位架构

　　2KB 超低泄漏代码和数据 SRAM

　　高效代码尺寸架构，只读存储器 (ROM) 中装载驱动程序、Bluetooth 低功耗控制器、 和引导加载程序

　　封装符合 RoHS 标准

　　4mm × 4mm RSM VQFN32 封装(10 个 GPIO)

　　5mm × 5mm RHB VQFN32 封装(15 个 GPIO)

　　7mm × 7mm RGZ VQFN48 封装(31 个 GPIO)

　　外设

　　所有数字外设引脚均可连接任意 GPIO

　　四个通用定时器模块

　　(8 × 16 位或 4 × 32 位，均采用脉宽调制 (PWM))

　　12 位模数转换器 (ADC)、200MSPS、8 通道模拟多路复用器

　　持续时间比较器

　　超低功耗模拟比较器

　　可编程电流源

　　UART

　　2 个同步串行接口 (SSI)(SPI、MICROWIRE 和 TI)

　　I2C

　　I2S

　　实时时钟 (RTC)

　　AES-128 安全模块

　　真随机数发生器 (TRNG)

　　10、15 或 31 个 GPIO，具体取决于所用封装选项

　　支持八个电容感测按钮

　　集成温度传感器

　　外部系统

　　片上内部 DC-DC 转换器

　　极少的外部组件

　　无缝集成 SimpleLinkCC2590 和 CC2592 范围扩展器

　　与采用 4mm × 4mm 和 5mm × 5mm VQFN 封装的 SimpleLink CC13xx 引脚兼容

　　低功耗

　　宽电源电压范围

　　正常工作电压：1.8V 至 3.8V

　　外部稳压器模式：1.7V 至 1.95V

　　有源模式 RX：5.9mA

　　有源模式 TX (0dBm)：6.1mA

　　有源模式 TX (+5dBm)：9.1mA

　　有源模式 MCU：61µA/MHz

　　有源模式 MCU：48.5 CoreMark/mA

　　有源模式传感器控制器：

　　0.4mA + 8.2μA/MHz

　　待机电流：1.1μA(RTC 运行，RAM/CPU 保持)

　　关断电流：100nA(发生外部事件时唤醒)

　　射频 (RF) 部分

　　2.4GHz RF 收发器，符合 Bluetooth 低功耗 (BLE) 4.2 规范

　　出色的接收器灵敏度(BLE 对应 –97dBm)、可选择性和阻断性能

　　102dB (BLE) 的链路预算

　　最高达 +5dBm 的可编程输出功率

　　单端或差分 RF 接口

　　适用于符合各项全球射频规范的系统

　　ETSI EN 300 328(欧洲)

　　EN 300 440 2 类(欧洲)

　　FCC CFR47 第 15 部分(美国)

　　ARIB STD-T66(日本)

　　工具和开发环境

　　功能全面的开发套件

　　针对不同 RF 配置的多种参考设计

　　数据包监听器 PC 软件

　　Sensor Controller Studio

　　SmartRFStudio

　　SmartRF Flash Programmer2

　　IAR Embedded Workbench(用于 ARM)

　　Code Composer Studio

　　CCS Cloud

　　应用

　　家庭和楼宇自动化

　　已联网家用电器

　　照明

　　安全锁

　　网关

　　安防系统

　　工业

　　物流

　　生产制造

　　自动化

　　资产跟踪和管理

　　远程显示

　　电缆更换

　　HMI

　　访问控制

　　零售

　　信标

　　广告

　　电子货架标签 (ESL) 和价格标签

　　销售点和支付系统

　　健康和医疗

　　温度计

　　SpO2

　　血糖仪和血压计

　　体重秤

　　生命体征监控

　　助听器

　　运动和健身设备

　　活动监视器和健身追踪器

　　心率监视器

　　跑步传感器

　　自行车传感器

　　运动手表

　　健身房器械

　　团体运动装备

　　HID

　　遥控

　　键盘和鼠标

　　游戏

　　配件

　　玩具

　　追踪器

　　行李牌

　　可穿戴产品

　　【BQ27426】

　　bq27426 具有集成感应电阻的系统端 Impedance Track™ 电量监测计

　　描述

　　德州仪器 (TI) bq27426 电池电量监测计是一款单节电池电量监测计，只需进行少量用户配置和系统微控制器固件开发工作即可快速实现系统调通。

　　该器件提供三种预编程的化学配置文件，可最大限度减少用户配置并帮助客户管理项目中不同电池化学成分的库存。bq27426 电池电量监测计在休眠模式下具有超低功耗，有助于延长电池的运行时间。可配置中断有助于节省系统功耗，释放主机使其停止继续轮询。外部热敏电阻为精确温度感测提供支持。

　　bq27426 电池电量监测计采用已获专利的 Impedance Track™ 算法进行电量监测，可提供诸如剩余电量 (mAh)、充电状态 (%) 和电池电压 (mV) 等信息。

　　通过 bq27426 电量监测计进行电池电量监测时，只需将 PACK+ (P+) 与 PACK- (P-) 连接至可拆卸电池组或嵌入式电池电路即可。该器件采用微型 9 球、1.62mm × 1.58mm、0.5mm 间距的 NanoFree芯片级封装 (DSBGA)，是空间受限类应用的 理想选择。

　　特性

　　单节串联锂离子电池电量监测计

　　驻留在系统主板上

　　支持嵌入式或可拆除电池

　　由具有集成低压降稳压器 (LDO) 的电池直接供电

　　支持低值外部感测电阻器 (10mΩ)

　　超低功耗：正常模式为 50µA，休眠模式为 9µA

　　基于已获得专利的 Impedance Track技术，可轻松配置电池电量计量

　　提供三种可选的预编程配置文件，分别用于 4.2V、4.35V 和 4.4V 电池

　　用平滑滤波器报告剩余电量和充电状态 (SOC)

　　针对电池老化、自放电以及温度和速率变化进行自动调节

　　估计电池健康状况(老化)

　　微控制器外设接口支持：

　　400kHz I2C串行接口

　　可配置的 SOC 中断或

　　电池低电量数字输出报警

　　内部温度传感器、主机报告的温度或外部热敏电阻

　　应用

　　智能手机、功能型手机和平板电脑

　　可穿戴产品

　　楼宇自动化

　　便携式医疗/工业手持终端

　　便携式音频设备

　　游戏机