任务介绍

本次任务是第五期的任务四，设计⼀个具备I2C通信接口的锂电池保护板，不过通过对任务详细内容的解读，更应该理解为是一个锂电池状态监测板，锂电池可以说是我们日常生活的电子设备非常常见的设备，对锂电池进行使用过程中的全过程检测非常重要，本次设计的模块是针对于单节锂电池的使用过程状态而设计，要求可读取电池电压、温度、实际电量、充放电状态支持软件配置保护参数示，板卡尺寸要求小于20mm x 25mm，之前的PCB设计的尺寸需要缩小一点。

模块介绍

本次根据任务选择设计一个具备I2C通信接口的锂电池监测模块，STC3100IQT是一款由意法半导体（STMicroelectronics）推出的高集成度电池监测与燃料计量芯片，它专门用于单节或多节串联锂离子/锂聚合物电池的电量监控与状态估算，内部集成了高精度电压采样电路、电流检测模块、温度传感接口以及电量计量（Coulomb Counter）功能，并且通过I2C总线向主控MCU提供实时的电池状态信息。对于要设计的具备I2C通信接口的锂电池保护板而言，STC3100IQT的功能特性与需求的契合度非常高。从电池电压测量的角度看，该芯片内置高分辨率ADC，能够精确采集电池端电压，典型测量范围覆盖锂电池单体常见的工作电压区间（2.7V–4.5V），满足单节电池的监控需求，同时其测量精度足以支撑后端算法对电量与健康状态的推算。关于实际电量与充放电状态，STC3100IQT内部集成的库仑计数器能通过电流检测电阻实时积分，累积充放电量，从而给出电池的荷电状态（State of Charge, SOC），并且支持基于电池电压曲线与电流历史的混合算法，较单纯的电压估算方式更可靠。在保护参数的软件配置方面，通过I2C输出的精确监控数据，可以作为上层MCU决策的输入，由软件配置不同的电压、电流、温度阈值，再联动外围的保护电路来实现灵活可调的保护逻辑。STC3100IQT的功耗较低，尤其在电池供电的应用场景中，它可以在极低电流下运行，保证对电池寿命的影响最小。

STC3100IQT芯片DigiKey链接：https://www.digikey.cn/zh/products/detail/stmicroelectronics/STC3100IQT/2062299

原理图和PCB模块介绍

原理图

PCB

3D效果图

模块主要性能指标和管脚定义

主要性能指标

管脚定义

eZ-PLM上新建物料和项目的截图

使用了eZ-PLM系统上传了自己的工程文件，方便保存记录各个版本，也可随时查阅，系统里查阅不到的物料也支持手动添加。

我们添加了本次使用的新物料：

物料添加展示图

项目详情图

心得体会

通过本次任务设计的具备I2C通信接口的锂电池监测模块，通过实现功能快速筛选芯片，然后进行配置的计算实现基本目标，通过得捷网站的快速检索可以让我们的设计更加便捷，从模块尺寸的定型和接口开始，到器件的选型，逐步体验设计的全流程！