手機充電原理

2021-07-10 03:43:56 字數 3434 閱讀 2579

當充電器插入時,亦即為pmic充電模組提供了vcharge電壓,只要把pmic的batdet腳接地即可啟動充電模組,這時會產生乙個充電中斷訊號到cpu,通知cpu現在已經進入充電狀態。這時pmic會產生乙個中斷給cpu,cpu開始啟動如下模組:

1、adc取樣,主要是採集vchrg,vbat及從mosfet漏極輸出的電壓,通過vbat和vd(mosfet漏極)及rsense的值,可以算出充電電壓和充電電流;

2、發訊息給mmi層,讓它顯示充電狀態及一些取樣資料;

3、檢測電池電壓有沒有超過保護電壓及電池連線是否連線正確,如果有問題即可通過chrctrl切斷充電電路;

4、平時顯示「充電器沒有連線」警告,是因為pmic的batdet腳float,mosfet沒有開啟,從而沒有充電電流引起的。

pmic通過電池的bat id腳來判斷要不要給電池充電,通過batuse腳來區別是鋰電還是鎳氫電池,低電平是選擇鋰電。插充電器後,只要把pmic的batdet腳接地,就可以保證有電流流入了,電池的電壓只影響充電狀態(比如是預充還是恆流充電),如果電池電壓較低,只是預充的時間稍長一些,最多一兩個小時應該可以完成預充電,進入恆流充電狀態。一般電池都有自保護,不會把電放到0v的。

預充電——恆流充電——恆壓充電——二次充電

電池電壓低於設定門限電壓值(3.4v)時以小電流保護性充電,只要batdet接地即可。此時pmic不能提供vcore、vdd等電壓,cpu處於關機狀態,這時cpu是不工作的!純粹是硬體電路充電,充電電流ipre = 10mv/rsense

當電池電壓達到門限電壓後進入恆流充電,恆流充電過程中充電器以恆定的最大電流向電池充電,電池電壓快速上公升。此時pmic的ldo輸出電壓,cpu開始工作。icc = 160mv/rsense

當電池電壓上公升到一定值時(4.1v左右),此時充電電壓保持不變,充電電流隨時間增加而下降,當電流減小到接近0或某個較小閾值時,cpu發出控制訊號停止充電。

充電完成後充電電流降至0ma,如果充電器一直連線,此時手機待機耗電會使電池電壓緩慢下降,當降低至4.1v時會啟動二次充電。

通常情況下,程式中一般有四種充電器設定,分別是:usb host,charging host,standard charger,non-standard charger。

如上:usbhost,charging host的差別在於左圖,兩者用的都是pc的usb口,其中usbhost居多。standard charger,non-standard charger差別在於前者的dp跟dm有短接,後者沒有。所以通過對dp/dm的判斷,就可以分辨出充電器類別。

vbat_to_percent batt_volttopercent_table = ,,,

,,,,

,,,,

uint32 battvolttopercent(uint16 dwvoltage) 

uint32 m=0; 

uint32vbat1=0,vbat2=0; 

uint32bpercntresult=0,bpercnt1=0,bpercnt2=0; 

if(dwvoltage<=batt_volttopercent_table[0].battvolt) 

bpercntresult =batt_volttopercent_table[0].battpercent; 

returnbpercntresult; 

else if (dwvoltage>=batt_volttopercent_table[10].battvolt) 

bpercntresult =batt_volttopercent_table[10].battpercent; 

returnbpercntresult; 

else 

vbat1 =batt_volttopercent_table[0].battvolt; 

bpercnt1 =batt_volttopercent_table[0].battpercent; 

for(m=1;m<=10;m++) 

if(dwvoltage<=batt_volttopercent_table[m].battvolt) 

vbat2 =batt_volttopercent_table[m].battvolt; 

bpercnt2 =batt_volttopercent_table[m].battpercent; 

break; 

else 

vbat1 =batt_volttopercent_table[m].battvolt; 

bpercnt1 =batt_volttopercent_table[m].battpercent;     

bpercntresult = (((dwvoltage-vbat1)*bpercnt2)+((vbat2-dwvoltage)*bpercnt1) ) /(vbat2-vbat1);     

return bpercntresult;     

電池容量被定義為:用設定的電流把電池放電至設定的電壓所給出的電量。也可以說電池容量是:用設定的電流把電池放電至設定的電壓所經歷的時間和這個電流的乘積。

如上圖,藍色線的是電壓變化,黑色線是電流變化,橫軸是時間軸取樣點。可見電池一開始從較低電壓充電過程中,是恆流1007ma充電,隨著電壓公升高後面慢慢變成恆壓充電,此時充電電流慢慢變小,變小到cut off電流196ma後,充電電流徹底變成0,即充滿停止充電。之後,使用電池變成4.07v的recharging電壓後,只要充電器沒有拔出,會繼續給電池充電,此時仍是恆壓充電,重複前乙個過程。

綜上,如果測算乙個電池的容量,也可採用類似的時間軸跟電流曲線結合面積的演算法。比如每隔5分鐘讀取充電電流,得到的c1,c2,以計算梯形面積的公式,(c1+c2)*(5/60)/2,充電電流是漸漸減小的,當充電電流截止到0,整個計算過程結束。講這些小面積累加起來,就是電池容量(mah)。

比如乙個容量450mah的電池,能充進去多少,並不意味著能放出那麼多,中間有個轉化效率的問題。如下乙個充放電曲線圖,左邊電壓刻度,,右邊電流刻度,以225ma恆流充電到4.2v,擱置,再以150ma放電,再擱置。

測試結果

充進去450mah,釋放出來的能量只有388mah。

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手機充電原理分析及問題總結

1 充電流程介紹 當充電器插入時,亦即為pmic充電模組提供了vcharge電壓,這時會產生乙個充電中斷訊號到cpu,通知cpu現在已經進入充電狀態。cpu開始啟動如下模組 1,adc取樣,主要是採集vchrg,vbat及從mosfet漏極輸出的電壓,可以算出充電電壓和充電電流 2,發訊息給mmi層...