笔记本Battery工作原理解析VIP

Battery工作原理解析,電池是由6個cell(Li-ionCell)GasGaugeBD,ProtectionBD和安規元件組裝而成.GasGaugeBD部分:主要由BQ2040和24C02組成。BQ2040可對鋰離子電池提供充放電的精確測量。ProtectionBD部分:保護功能主要由鋰離子電池保護MM1414實現。MM1414分別對兩組串聯的CELL電壓進行監測實現UVP,OVP保護通過監測MOSFET兩端壓差實現OCP.電路原理圖如下：,電池主要組成部分：,GaugeBD部分,主控ICBQ2040:GaugeBD主要由BQ2040和24C02組成。BQ2040可對鋰離子電池提供充放電的精確測量。24C02是用于EEPROMDATA儲存。BQ2040管脚功能定义：2,3PIN分別接外部EEPROM的時鐘及數據傳輸PIN,即分別與24C02的6PIN和5PIN相接.9PIN是SenseResistor感應電阻輸入(VsrVss表充電)(-0.3V2V)10PIN是控制LED1LED4顯示与否(HIGH表示停止LED顯示,當充電速率大於100mA時LED可閃爍顯示)11PIN經由一個高阻抗電阻除法器檢測電池組的電壓直。12PIN是保護狀態輸入過壓時從鋰離子電池保護線路得到一個過壓信號并發出充電暫停請求。13PIN是SMBusdata(用于地址和數據的傳輸)。14PIN是SMBusClock(用于時鐘數據的傳輸)。16PIN是電源輸出即提供電源給24C02EEPROM。,S81250SG是一個穩壓IC,輸出5V電壓供給BQ2040的VCC,使之正常工作(BQ2040正常工作電壓VCC:3-6.5V)。R1,R2,R14,R17和R11起到限流的作用。L1(220)和C1(0.47)起到濾波作用,給BQ2040提供一個穩定的工作電壓。R18,R18A(0.025)并聯,并与IC的9PIN相連,為其提供一個精确的參考電壓,准确判斷充放電。C5,C3(0.1)和C2(4.7)起到濾波作用。R5(698K),R7(100K)進行分壓,為11PIN感應電壓輸入提供一個精确的電池組電壓直。R14,R17,ZD1和ZD2是起到ESD保護作用.,BQ2040週邊電路設計:,电池信息管理参数:存储在EEPROM里RM值（剩余容量）RM值是随电池的充放电过程中不断变化的值,BQ2040根据侦测到的电压值与EDV值比对后经过处理转化后通过SMBUS更新EEPROM里的值，FCC值（充饱容量）只有在放电后的电压值低于当前的值时其才会被更新，其值代表着电池的实际容量值，值与其比较后得出当前的实际容量百分比，与值比较后得出当前显示出的容量百分比。DC值（设计容量）设计要求的容量,为一个绝对值且一旦设定不会再去改变EDV临界值是用来决定何时电池到达一个可编程的空状态，例:Tarzan电池issue分析:Rootcause:KBCbioswritethefaultEVDvalue,ProtectionBD部分,電池保護ICMM1414:電池保護功能主要由鋰離子保護ICMM1414實現。MM1414分別對兩組串聯的Cell電壓進行監測實現UVP,OVP保護通過監測MOSFET兩端壓差實現OCP.MM1414管脚功能定义：MM1414C有三個探測點即16,17,18PIN分別接VM,VH,BATT+,由于是3CELL串聯,11PIN要接地(4CELL時要接VCC)。7,8,9PIN分別是CDC,COL,COV,即過放電過電流過充電的控制時間點并且通過與GROUND分別接一電容來實現。1PIN是過充檢測輸出腳在正常情況下它呈高阻狀態當出現過充時它呈現低電位并通過一個三級管使充電的MOS的控制級極呈現高電位使充電MOS關斷停止充電。3PIN是過電流檢測腳當出現過電流時它將使5PIN即DCHG呈現高電位使放電MOS的控制極呈現高電位放電MOS斷開停止放電。三極管Q6主要是起到加速TurnoffQ2,Q2A作用。,OCP保護在正常範圍內(Spec7.5A12A，deadtime.515ms).系統廠在插上電池時有短暫的放電電流，可達到8.8A時，而10PF電容的deadtime時間僅為60uS，因此OCP保護動作提前開啟.,OCP案例分析:Sable-GT电池不能开机.,電阻R35,R39,R43主要起到限流作用電容C20,C21,C22,C23,C28起到高頻濾波作用。電池的溫度通過接在connector5PIN的熱敏電阻測量,MBKBC直接進行信息讀取。ThermistorT1(10K)是起到監測pack的cell本体溫升,充電時,若溫升到達40時就不充電,放電時,若溫升到達70時就不再放電.,MM1414週邊電路設計:,電池保護功能的實現：,1.OCP:當電池放電時,電流越大MOSFET(Q2,Q2A)兩端的壓差越大若放電電流7.5A,MM1414的5pin由低電平轉變為高平,MOSFET(Q2A,Q2)Turnoff,電池無電壓輸出.2.UVP:當電池放電時,若有一組CELL放電電壓4.350.025V,MM1414的1pin由高電平轉變為低電平,MOSFET(Q3A,Q3)Turnoff,電池充電停止。放電後電壓低下來即可恢復.,4.短路保護:當電池的CONNECTOR的正,負极短路時,MM1414的5pin由低電平轉變為高電平,MOSFETTurnoff無輸出.5.正負極反接充電保護:當電池充電時,正負极反接,MM1414動作關斷Q3和Q3A(MOSFET),無電流輸入.6.FUSE當流過電路的電流較大時,Q2,Q2A,Q3和Q3A(MOSFET)溫度會急劇上升,若達到139C時,FUSE(TF1)會動作切斷電路,無電流輸出.,電池保護功能的實現：,1.thermalfuse:串連于第一,二組cell之間,當電池的溫度高于98C時,FUSE斷掉,溫度下降時不可恢复