智慧型電源管理技術 原理簡介

2021-06-28 20:42:29 字數 4430 閱讀 9710

一、專業術語

1. ldo(low dropout regulator)

低壓差線性穩壓器

優點:穩定性好,負載響應快,輸出紋波小

缺點:效率低,輸入輸出的電壓差不能太大

2. dc-dc(direct current to direct current)

直流變直流

優點:效率高,輸入電壓範圍較寬

缺點:負載響應比ldo差,輸出紋波比ldo大

3. sdp (標準下行埠)

這種埠的d+和d-線上具有15千歐的下拉電阻

限流值為:掛起時2.5ma,連線時100ma,連線並配置為較高功率時為500ma

4. dcp (專用充電埠)

這種埠不支援任何資料傳輸,但能夠提供1.5a以上的電流。埠的d+和d-線之間短路,無需列舉。

5. cdp (充電下行埠)

這種埠既支援大電流充電,也支援完全相容usb2.0的資料傳輸。

埠具有d+和d-通訊所必需的15千歐下拉電阻,也具有充電器檢測階段切換的內部電路。內部電路允許便攜 

裝置將cdp與其它型別埠區分開來。

二、pmu開機啟動及初始化

1. pmu開機條件

(1)acin電壓由低到高,並達到有效值

(2)vbus電壓由低到高,並達到有效值

(3)長按power鍵

2. pmu初始化流程

三、外部電源檢測條件及通路選擇

1. acin和vbus檢測條件

(1)當acin < 3.5v時,pmic認為acin不存在;

(2)當vbus < 3.5v時,pmic認為vbus不存在;

(3)當acin從低公升至》3.75v時,pmic認為acin來臨;

(4)當vbus從低公升至》3.75v時,pmic認為vbus來臨;

(5)acin或vbus來臨或消失後,pmic會發出中斷;

2. acin和vbus通路開啟和關閉條件

(1)當acin < vbat + 0.05v時,acin path關閉;

(2)當acin > vbat + 0.25v時,表明acin可用;

(3)當vbus < vbat + 0.05v時,vbus path關閉;

(4)當vbus > vbat + 0.05v時,vbus可用;

3. vbus限壓限流功能

(1)vbus限壓功能永遠有效,並可限流;

(2)限流檔:100/500/900/1500/2000/2500/3000/3500/4000ma

4. acin和vbus通路選擇

(1)acin和vbus到ipsout的通路各有乙個regulator,目標為5v;

(2)當輸入電壓 <= 5.06v,ipsout = (輸入電壓 - 60mv);

(3)當6.3v > 輸入電壓 > 5.06v,則ipsout = 5.0v;

(4)當輸入電壓 > 6.3v,ipsout = 5.0v,pmic產生過壓中斷;

(5)當輸入電壓 > 7v時,ipsout = 5.0v,pmic直接關機;

(6)如果acin和vbus都存在且可用,不管電池情況如何,選用acin;

(7)當acin從高到低 < 4.3v時,要馬上開啟vbus patch;

當acin重新來臨並可用時,pmic會關閉vbus並恢復acin path;

5. ipsout和bat的通路選擇

(1)pmic監控ipsout和bat的電壓高低關係;

(2)當ipsout低於vbat-0.04v時,表明外部電源acin或vbus不能滿足系統耗電的需求而導致ipsout下

降,此時就要開啟bat到ipsout的開關;一旦ipsout >= vbat - 0.01v,馬上關斷此開關;

6. 各電源通路內阻要求

(1)batsense和loadsense之間的電阻,用於監測電池電流,並恆定充電電流;

(2)batsense/loadsense的拉線一定要盡量靠近取樣電阻的兩端,並靠近ic管腳;

(3)acin path內阻要小於0.07ohm(70mω);

(4)vbus path內阻要小於0.1ohm(100mω);

(5)bat-ipsout內阻小於0.03ohm(30mω);

四、pmic的充電機制

1. pmic充電流程

(2)當vbat < 2.9v,涓流充電,電流為充電電流設定值的1/10;

(3)當vbat > 3.0v,pmic進入恆流充電,電流為暫存器設定電流;

(4)當vbat > vrch,且充電電流小於設定電流的10%,結束充電;

(5)當vbat == vtarget,則charger進入恆壓模式,

當充電電流減小到設定電流的10%時,充電結束;

2. 充電異常情況處理

(1)一旦啟動預充電模式,pmic就開啟charger timer1,若50分鐘以

內,pmic不能從預充電模式進入恆流模

式,則pmic進入電池啟用模

式,同時發出irq,表示電池可能損壞;

(2)在電池啟用模式,charger給電池始終以5ma充電,直至vbat>vrch

才退出啟用模式,若始終達不到此條

件,就只有等acin和vbus消失;

五、rdc計算

1. 電池通路阻抗計算條件

(1)外部電源可用,並處於充電狀態;

(2)充電電流大於300ma;

(3)bat電壓在3.5v至4.1v之間;

(4)充電等待時間足夠,預設180秒;

2. 通路阻抗檢測流程

(1)判斷檢測條件是否滿足;

(2)記錄電池電壓和充電電流,取平均值;

(3)關閉charger並延時,預設3分鐘;

(4)記錄電池電壓和電流,取平均值;

(5)計算rdc值,rdc = dv/di;

3. rdc計算公式推導

(1)vbat1 = ocv + i1*rdc;

(2)ocv = vbat2 + i2*rdc;

(3)vbat1 - vbat2 = (i1+i2)* rdc;

(4)rdc = (vbat1 - vbat2)/(i1 + i2) = δv/δi;

4. rdc校正

在非充電狀態轉為充電狀態時,如果檢測到基於實時的ocv電量百分比在狀態轉換前後跳躍大於4%,則啟動

計算rdc校正流程,rdc偏小時,每次增大4step,rdc偏大時,每次減小3step;

六、ocv/庫侖計互校過程

1. 充電狀態下的互校過程

(1)ocv比例大於94%,且庫侖計比例小於ocv比例

--> 每隔一分鐘提公升庫侖計比例1%,直至99%

(2)庫侖計比例大於94%,且ocv比例小於庫侖計比例

--> hold住庫侖計比例,同時hold住累加器的值,直至和ocv比

例一樣(3)ocv比例為100%,且庫侖計比例為100%

--> hold住累加器的值,即庫侖計counter的值不發生變化;

(4)ocv比例為0%,且庫侖計比例等於0%

--> 庫侖計比例和累加器的值hold住為0,

直至ocv比例開始大於0%,庫侖計一開始正常累計;

2. 放電狀態下的互校過程

(1)ocv比例小於關機報警設定暫存器值+8,同時庫侖計比例大於ocv比例

--> 每隔1分鐘庫侖計比例降低1%,累加器一同變更,直至ocv和庫侖計相等,

之後庫侖計比例跟隨ocv比例變化

(2)庫侖計比例小於關機報警設定暫存器值+6,同時,ocv比例大於庫侖計比例

--> hold住庫侖計比例,同時hold住累加器的值,直至ocv和庫侖計相等,

之後庫侖計比例跟隨ocv比例變化

七、實際電池容量校正

1. 電池容量和ocv-soc曲線校正條件

(1)rdc正確檢測有效

(2)接入外部電源進行充電

(3)ocv對應的百分比有效且低於關機報警值+3個百分點

(4)容量校正時,容量校正status flag為0,ocv-soc曲線校準時,同理

2. 容量校正流程

(1)如果ocv比例等於0,則等待直至ocv比例開始大於0

(2)記錄此時ocv電流比例p0及清除庫侖計二

(3)充電到ocv比例大於容量校正結束比利時,

記錄此時ocv比例pn,庫侖計二的值qn

(4)計算實際容量,qmax = qn/(pn - p0)

(5)更新電池總容量暫存器

3. ocv-soc曲線校正

(1)充電結束,且ocv百分比達到100%

(2)計算各級ocv對應的電量比:

soci = p0 + qi/qmax

(3)完成後,reset soc-ocv曲線校正status flag

(4)更新ocv-soc曲線的32級暫存器

電源管理技術

一 專業術語 1.ldo low dropout regulator 低壓差線性穩壓器 優點 穩定性好,負載響應快,輸出紋波小 缺點 效率低,輸入輸出的電壓差不能太大 2.dc dc direct current to direct current 直流變直流 優點 效率高,輸入電壓範圍較寬 缺點 ...

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