在智能眼鏡和增強(qiáng)現(xiàn)實（AR）設(shè)備簡潔的鏡架內(nèi)部，蘊(yùn)藏著大量先進(jìn)技術(shù)。然而，這些設(shè)備通常只能連續(xù)工作數(shù)小時。這是因為攝像頭和傳感器必須持續(xù)采集周圍環(huán)境，同時處理器在高分辨率顯示屏上渲染數(shù)字物體，并將它們實時疊加在現(xiàn)實世界中。實時空間計算的巨大功耗需求，與它們輕量化的外形尺寸和有限的電池容量形成矛盾。

由于設(shè)備佩戴在頭部，電池組必須非常小巧，通常被安置在鏡架纖細(xì)的鏡腿內(nèi)部或嵌入鏡臂之中，這嚴(yán)重限制了電池容量。設(shè)備直接貼合皮膚，其能夠安全產(chǎn)生的熱量受到限制。因此，這限制了處理器性能和電池放電速率。

但隨著智能眼鏡快速走向主流，工程師們在延長這些設(shè)備有限續(xù)航時間方面變得更具創(chuàng)新性。

一個趨勢是將多塊小型電池分布在整個設(shè)備中并進(jìn)行并聯(lián)連接，使其作為單個更高容量的電池組工作。這種架構(gòu)使設(shè)計人員能夠利用鏡架或外殼內(nèi)原本閑置的空間，在不增大設(shè)備體積的情況下有效提升總電池容量。

然而，并聯(lián)電池會給設(shè)計人員帶來一些難題，尤其是在電芯之間平衡電壓、匹配阻抗，以及防止意外互充方面。

管理這些問題需要對電芯內(nèi)部的電壓、電流和溫度進(jìn)行精準(zhǔn)、實時的監(jiān)測。同時也需要精確的控制，在不犧牲安全性和可靠性的前提下加快充電速度并延長續(xù)航時間。

在國際消費(fèi)類電子產(chǎn)品展覽會（CES）上，亞德諾半導(dǎo)體演示了一款名為MAX17335的電池管理集成電路，該芯片將充電、監(jiān)測和保護(hù)功能集成在單一芯片中，簡化了并聯(lián)電芯的電池管理。

電池并聯(lián)與串聯(lián)連接的區(qū)別是什么？

隨著電池續(xù)航成為消費(fèi)類設(shè)備更關(guān)鍵的考量因素，企業(yè)越來越多地采用多電芯設(shè)計，將電芯物理分離，以幫助延長電池的有效容量和使用壽命。

在串聯(lián)配置中，獨(dú)立的電池電芯首尾相連，以提升電壓但不增加總?cè)萘?，通常用于提高效率。與之相對，將電芯并排采用并聯(lián)配置，可提供更大的總安時（Ah）容量，同時保持電壓不變。

串聯(lián)連接的電芯需要采用相同的電壓和容量規(guī)格，以最大化性能和安全性。盡管并聯(lián)配置中的電芯應(yīng)具備相同的標(biāo)稱電壓，但它們的容量可以不同。

并聯(lián)配置還可以將電池放置在特殊位置，例如智能眼鏡的兩側(cè)或折疊手機(jī)的不同部位，為工程師提供更大的結(jié)構(gòu)設(shè)計靈活性。例如，不在智能眼鏡的一側(cè)鏡腿中集成單塊 200 毫安時電池，而是改用一塊更小的 150 毫安時電芯，并與位于耳掛處的 100 毫安時電池并聯(lián)，總?cè)萘靠蛇_(dá) 250 毫安時（圖 1）。額外的 50 毫安時使總?cè)萘刻嵘?25%。

并聯(lián)電池配置的主要缺點(diǎn)是電芯均衡復(fù)雜度增加

但這些優(yōu)勢也給電池管理系統(tǒng)（BMS）帶來了新的挑戰(zhàn)。在多電芯電池中，最重要的是平衡各個電芯之間的電壓和電流。電芯均衡難度較大：由于電芯內(nèi)部發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)、施加在電芯上的不同負(fù)載，以及溫度、老化等會影響電芯阻抗的其他因素，這些參數(shù)會不斷變化。這些因素會導(dǎo)致電芯之間出現(xiàn)不均衡狀態(tài)。

平衡電芯之間的荷電狀態(tài)（SOC），對于最大化容量和使用壽命至關(guān)重要。在充電過程中，電芯本身容量的固有差異，或電壓及其他參數(shù)的偏差，會導(dǎo)致部分電芯充電不足，而另一部分電芯過充。這會使電池組無法發(fā)揮全部容量，并可能導(dǎo)致電芯過早老化。久而久之，會出現(xiàn)電池整體壽命縮短以及安全問題。

當(dāng)電池容量不同時，電芯均衡會更加復(fù)雜。由于荷電狀態(tài)是一個相對指標(biāo)，容量較小的電芯比容量較大的電芯更快達(dá)到相同的荷電狀態(tài)。保持均衡意味著在每一個周期的充電和放電過程中，為不同電芯提供不同大小的電流，這一要求更高。并聯(lián)電芯的數(shù)量越多，實現(xiàn)這一目標(biāo)的復(fù)雜度越高。

電池管理系統(tǒng)還必須能夠控制設(shè)備工作時電芯的電流分配。除非在并聯(lián)電池之間仔細(xì)平衡負(fù)載，否則容量較小的電芯會先于容量較大的電芯耗盡電量，導(dǎo)致電池組提前欠壓關(guān)機(jī)。這可能導(dǎo)致大量可用容量閑置未被使用。此外，如果通往每個電池電芯的通路阻抗不相等，電流將無法均勻分配。

某一塊電池比另一塊耗電更快，會導(dǎo)致該電芯的循環(huán)強(qiáng)度更高。最終，該電池電芯可能過早出現(xiàn)容量衰減，不僅縮短電池組的整體壽命，也會縮短整個消費(fèi)設(shè)備的壽命。

另一個問題是無意的互充。當(dāng)不均衡的電芯并聯(lián)時，電壓較高的電池會向電壓較低的電池分流電流，直至兩者電壓持平，這可能引發(fā)過熱或其他問題。

當(dāng)設(shè)備消耗大量功率時，兩塊電池主要為負(fù)載供電。但當(dāng)設(shè)備降低功耗時，互充風(fēng)險會上升。這種持續(xù)的電流重新分配會破壞電芯均衡并造成功率損耗。

使用無源元器件解決該問題時，可以在電路中加入二極管。然而，二極管或門電路通常存在缺點(diǎn)，包括電芯之間的電流均分效果不佳。

取而代之的是，可以使用更智能的電池管理集成電路關(guān)斷電路中的充電場效應(yīng)管，限制反向電流流動。這可確保電池同時放電，且荷電狀態(tài)較高的電池會優(yōu)先放電，以與另一電芯保持均衡。

電池管理集成電路的另一項優(yōu)勢是，它可以在合理的情況下實現(xiàn)可控的互充。例如，當(dāng)智能眼鏡連接便攜式充電寶但仍在使用時，讓設(shè)備內(nèi)電壓較高的電池電芯分流少量電量為電壓較低的電芯充電，會有所幫助。該芯片可通過嚴(yán)格調(diào)控電路中的充電場效應(yīng)管來實現(xiàn)這一功能，使適量電流在電池電芯之間流動。

電池管理集成電路將充電器、監(jiān)測器和保護(hù)器集成一體

安全高效地為并聯(lián)電池電芯充電，并盡可能釋放其總?cè)萘壳也话l(fā)生衰減，需要精準(zhǔn)的電芯級監(jiān)測。必須實時測量電壓、電流和溫度，以準(zhǔn)確估算電芯的荷電狀態(tài)。

若缺乏這種監(jiān)測能力，電芯的充放電會出現(xiàn)不一致，電池保護(hù)系統(tǒng)需要增設(shè)額外安全裕量。這反過來可能導(dǎo)致電池?zé)o法充滿或完全放電，降低可用容量。

如今的電池管理集成電路越來越多地集成電池電量計，以更精準(zhǔn)地控制充電電流，并持續(xù)監(jiān)測放電狀態(tài)，幫助防范潛在危險。

亞德諾半導(dǎo)體的 MAX17335 便是一例，它將充電、監(jiān)測和保護(hù)功能集成在單一芯片中。該芯片從兼容 USB?C 的充電器或轉(zhuǎn)換器取電，實現(xiàn)并聯(lián)電池電芯的高速充電，幫助最大化續(xù)航時間。盡管該芯片專為單電芯鋰離子（Li?ion）和鋰聚合物（LiPo）電池設(shè)計，但可通過多顆芯片獨(dú)立為并聯(lián)連接的電芯充電，并防止意外互充（圖 2）。

 MAX17335 是亞德諾半導(dǎo)體在 2026 年 CES 展會上并聯(lián)電池管理演示中的核心器件。

通過調(diào)控充電 N 溝道場效應(yīng)管，該器件控制充電電流，以縮短充電時間并保護(hù)電池健康。它持續(xù)監(jiān)測并調(diào)整充電電壓、電流和場效應(yīng)管溫度，實現(xiàn)更精準(zhǔn)的充電，從而使充電更飽滿，續(xù)航時間更長。

MAX17335 可支持 1 毫安至 500 毫安的低功率充電，適用于智能眼鏡或其他緊湊型、異型結(jié)構(gòu)設(shè)備。它也可適配折疊手機(jī)等產(chǎn)品所用的大功率并聯(lián)電池組（1000 毫安以上）。

亞德諾半導(dǎo)體表示，該芯片采用融合算法確定電池電芯的荷電狀態(tài)，結(jié)合了庫侖計數(shù)的短期精度與開路輸出電壓（OCV）監(jiān)測的長期穩(wěn)定性。MAX17335 還可適應(yīng)多種工作條件，包括電芯老化、溫度變化和放電電流輸出。芯片內(nèi)部的理想二極管電路有助于降低充電場效應(yīng)管兩端的電壓降。

該芯片實時監(jiān)測電池電芯內(nèi)部狀態(tài)，提供過壓、欠壓、過流、短路以及過溫、欠溫保護(hù)。芯片通過高端 N 溝道場效應(yīng)管實現(xiàn)內(nèi)部自放電保護(hù)，確保電池電芯在安全范圍內(nèi)工作，并擁有更長的使用壽命。