机器⼈开发--扫地机器⼈系统的解决⽅案
机器⼈开发--扫地机器⼈系统的解决⽅案
本⽂转的，实际是TI的软⽂，⽅案可供参考，实际上从成本⾓度看，全套TI可能成本优势不⼤。
0 概述
机器⼈⽅向，扫地机器⼈发展很迅猛，商业上取得很⼤成功。像科沃斯、⽯头、追觅、美的等都发展不错。头部企业销量都达到百万台级别。
扫地机器⼈分为电池管理，电源管理，电机驱动，传感器及信号调理，⼈机交互界⾯等部分。碳素消字灵
1 电池管理
扫地机器⼈典型应⽤是四节锂电池串联使⽤。电池管理分为电池保护以及充电管理两个部分。如下图所⽰， 电池保护部分⼀般会设计在电池包⾥⾯，针对电池在各种⼯况下的异常情况进⾏诊断和保护。 充电管理会在扫地机器⼈主板上或在充电坞上，负责对锂电池充电曲线进 ⾏管理，以实现⾼效，安全的充电。
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1.1 充电管理
锂电池为了保证电池安全和寿命，对于充电过程要求分为四个阶段：涓流充电（低压预充）、恒流充电、恒压充电以及充电终⽌。同时还会有电池电压检测、输⼊电流限制、充电完成后关断充电器、电池部分放电后⾃动启动充电等功能的要求。这意味着锂电池的充电需要使⽤专 ⽤电池充电芯⽚，才能更好的保证电池安全和寿命。TI提供的充电芯⽚BQ24773可从各⽅⾯优化充电管理的设计和性能：
1.2 电池保护和电量计BQ24773关键参数说明：* 4.5V ⾄24V 的宽输⼊输⼊电压范围，⽀持1-4节电池* 可编程输⼊电流限制、充电电压、充电电流和最⼩系统电压调节* 20mA 负载条件下，兼具 600µA 超低静态电流和>80% 的⾼脉冲频率调制 (PFM ) 轻负载效率，符合Energy Star 和 ERP Lot6 标准。* +/-0.5电压检测精度，+/-2%输⼊输出电流采样* ⽀持600KHz -1.2MHz 开关频率（可编程设定）
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3玻璃钢全向天线
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该功能的实现有依赖于专⽤锂电池保护IC。 根据⽤户的不同需求，TI可以提供四种不同类型的保护⽅案：
BQ4050
TI的电量计技术在精确测量电池容量、获取反映电池健康状况及安全诊断等数据的同时，还能够实现过压、过流、温度保护和电压均衡等功能。以上电池信息还能够通过SMBUS发送给主机，通过WIFI等⽅式连接到⽤户终端，⽅便⽤户及时了解扫地机器⼈的电池健康状况。德州仪器 (TI) 的 BQ4050 器件采⽤补偿放电终⽌电压 (CEDV) 技术，是⼀款⾼度集成的⾼精度 1-4 节电池电量测量仪表和保护解决⽅案，可实现⾃主的充电器控制和电池均衡。BQ4050关键参数说明:* 双路独⽴ADC ，不仅可以同
步电流和电压采样，还可以实现⾼精度库伦计数器功能使得输⼊偏移误差< 1µV (典型值)* ⽀持⼴泛可编程的电池和系统保护，⽐如过压保护、过流保护和过温保护等* 内部旁路的电池均衡功能(被动均衡)* 使⽤补偿放电终⽌电压（CEDV ）算法来测量和计算电池单元中的可⽤容量，精度可达5%以内
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BQ77905
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锂电池在使⽤的过程中，⼀旦出现过压或者过流（短路）等问题，不仅会影响电池的寿命，更会带来安全问题。这意味着所有使⽤锂电池的设备，必须要加装电池保护器，以使锂电池能在⼀个相对安全的环境中正常⼯作。
TI提供的BQ77905是3-5 节超低功耗电压、电流、温度和开路可堆叠锂离⼦电池保护器，⽆需微控制器 (MCU) 控制即可实现⼀系列电压、电流和温度保护。该器件正好满⾜扫地机器⼈产品4S锂电池的需求，单芯⽚可实现过压，过流，短路，温度等保护。BQ77905关键参数说明：电压(过/⽋) 、电流（过放/短路）和温度保护(过/⽋) 、超⾼精度测量（电压±10mV ）保护阈值和延迟均为出⼚编程设定，多种配置可供选⽤集成的独⽴ CHG 和 DSG 低侧 NMOSFET 驱动器实现电池组保护，这些驱动器可通过两个控制引脚禁⽤
超低功耗：6µA
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4高压喷雾器
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2 电源管理
扫地机器⼈中的电源管理典型的电源轨如下蓝⾊框图所⽰：系统从4串锂电池取电，经过⼀级降压转换为5V，给到外置模块，部分传感器以及相关逻辑电路供电。 5V还会经过⼆级降压转换为后级系统
所需的3.3V, 1.8V等。⼀级降压电路通常功耗较⼤，会选择DCDC变换器。⽽⼆级降压电路通常功耗较⼩，可根据⽤户实际情况选择LDO或者DCDC。⼀个典型的扫地机器⼈电源树如下图所⽰。
2.1 降压型 DC DC
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