手机充电管理分析

手机充电管理分析第1页/共26页手机充电管理20120911第2页/共26页1.电池特性介绍；2.硬件充电电路分析；3.充电流程转换分析；4.电量检测机制;5.充电保护机制；主要内容第3页/共26页现在手机中所使用的几乎全部是锂离子电池电池特性介绍第4页/共26页优点：无记忆；单位质量容量比较大：是铅酸电池的6~7倍；单体电压高：单体电压可达3.7V；寿命长：可重怎么充放电达1000次；自放电率低：：室温下满电存储1个月的自放电率约10％左右（镍镉25～30％，镍氢30～35％绿色环保：不含有铅，汞，镉等重金属；缺点不能大流放电，内阻较大；不能过放，硬件上需要保护电路；第5页/共26页电池一般参数：标称容量：1650mAh额定电压:3.7V最高电压：4.2V最大充放电电流:1C/2C放电终止电压：2.7V充电电压：4.2V内阻：50mΩ工作温度：充电0~45°C；放电-20~+45°C第6页/共26页手机充电电路硬件原理第7页/共26页充电器类型识别D+D-短路，系统识别为AC充电；第8页/共26页充电管理参数设定：充电电流：700mA充电电压:4.2V过压保护门限电压(VOP)：6.5V充电完成门限电流（EOC）:70mA进入恒压充电电压：4.05V再充电电压：4.1V充电时间：5h充电温度范围：0~45°C；(外部硬件设计需要参考电池内NTC大小10k,47k)第9页/共26页充电管理参数设定：充电电流：700mA第10页/共26页充电电压:4.2V第11页/共26页过压保护门限电压(VOP)：6.5V第12页/共26页进入恒压充电电压：4.05V第13页/共26页充电完成门限电流（EOC）:120mA第14页/共26页充电时间：5h第15页/共26页预充恒流充电恒压充电二次充电预充：电池电压低于设定门限电压值时以小电流保护性充电；怛流充电：当电池电压达至门限电压后进入恒流充电；恒流充电过程中充电器以恒定的最大电流向电池充电，电池电压快速上升；恒压充电：当电池电压上升到一定值时（4.1V左右）此时充电电压保持不变，充电电流随时间增加而下降；二次充电：充电完成后充电电流降至0mA;如果充电器一直连接此时手机待机耗电会使电池电压缓慢下降；当降低至4.1V时会启动二次充电；充电过程分步第16页/共26页MTK6329充电管理模型第17页/共26页第18页/共26页MAX8986充电管理模型第19页/共26页1.根据电压测定电量；测量最简单，但最不精确，容易出现较大波动；2.根据电压+电流测定电量；相比较纯电压测量，波动较小；硬件设计实现；3.电量计；最精确的电量计量方式；需要在电池内部实现；成本较高电量检测机制第20页/共26页电压测量电量原理：把电池从4.2V恒流放电至3V记录时间与电压对应关系，把时间按百分比划分就得到电量与电压对应关系表；A(x,y）C(x,y)B(x,y)已知Ax,Ay,Cx,Cy为两点电压与电量对应关系，现测量到B点电压为Bx，则电量By计算方法如下;第21页/共26页电量显示处理难点1.由于电池在放电时电压会有较大的波动，即大电流放电时电压降低，当系统进入待机后电压又会回升一定的值；为了让用户看起来不会出现电量波动；软件上采取在一定时间内取平均值的方法计算电量，即电量显示与电池即时电量并不同步。2.充电时不同充电电流对电池瞬间的电压提升幅度也是不一样的；电池原始电压USB充电时电压曲线AC700mA充电时电压曲线第22页/共26页根据不同充电电流电池电压所升高的幅度不一样，故需要建立另外两组充电曲线做电量计算补尝，三组电池曲线数中第一组对应正常放电；第二组对应USB充电；第三组对应AC充电；充电时先根据充电器类型选择计算电量所用的曲线；计算出电池补尝后的电量；因为系统正常计算电量是以电压为依据，所以还需要以当前电量值根据电池放电曲线计算出电池的真实电压；例如：电池在未充电时电压为3.7V（电量40%），当连接上AC充电后电压会在很短时间内升高到3.85V；这时电量会根据AC充电时的曲线计算出也是40%，但反映出来的电压是3.85；为了反映真实的电压所以还需要把40%的电量通过放电曲线反计算出电压；第23页/共26页电压+电流检测相对于单纯依靠电压检测电量要准一些；电量计可以很精确的测量电量；第24页/共26页充电保护：充电时间：充电芯片软件实现；预充：30分钟；CC,Cvmode时间充电电流充电