手机充电分析

yinjunhua · 发表于 2010-12-12 13:31:35

当充电器插入时，亦即为PMIC充电模块提供了Vcharge电压，只要把PMIC的BATDET脚接地即可启动充电模块，这时会产生一个充电中断信号到CPU，通知CPU现在已经进入充电状态。这时PMIC会产生一个中断给CPU，CPU开始启动如下模块：

1.    ADC采样，主要是采集Vchrg，Vbat及从MOSFET漏极输出的电压，通过Vbat和Vd（MOSFET漏极）及Rsense的值，可以算出充电电流！以上就是我们通过*#23642*#在charge选项中显示的Icharg、Vchrg、Vbat、Vd等这些信息！

2.    发消息给MMI层，让它显示充电状态及一些采样数据

3.    检测电池电压有没有超过保护电压及电池连接是否连接正确，如果有问题即可通过CHRCTRL（GPI031）切断充电电路！

4.    平时显示“充电器没有连接”警告，是因为PMIC的BATDET脚float，MOSFET没有打开，从而没有充电电流引起的

PMIC 会通过电池BAT ID脚来判断要不要给电池充电，并不是用来区分是锂电还是镍氢电池！区别锂电还是镍氢电池是通过PMIC的BATUSE脚，低电平是选择锂电！我们目前使用的电池ID电阻是10k左右，只要电池三个脚都接到电池connector上，就可以通过电池ID电阻把BATDET脚接地，这时MOSFET的Vgs=-1.4V，从而可以把MOSFET打开！充电也就开始了（包括预充电）！插充电器后，只要把PMIC的BATDET脚接地，就可以保证有电流流入了，电池的电压只影响充电状态（比如是预充还是恒流充电），如果电池电压较低，只是预充的时间稍长一些，最多一两个小时应该可以完成预充电，进入恒流充电状态！

一般电池都有自保护，不会把电放到0V的！我做过试验把电池放到2.5V时，在往下放电已经很难了，负载刚接上时还是可以有电流放出，但很快就停止放电了！所以如果电池是一块合格的电池不应该会出现是0V的情况！

充电有三个过程：预充电、恒流充电、恒压充电

1.    当Vbat<3.3V  属于预充阶段，在这个阶段充电跟电池还有多少电压没有关系，即使电池电压为0V也应该可以冲进电（电池内部有保护电路，当放电到两点几伏时已经截止，不能放出电了），只要电池本身没问题！关键是确保BATDET脚是否处于低电平！

当电池电压低于3.3V时，PMIC不能提供Vcore、Vdd等电压，CPU处于关机状态，这时CPU是不工作的！在这个模式只要BATDET脚通过下拉电阻置低，即可进行预充！

充电电流Ipre=10mV/Rsense  现在MTK平台Rsense=0.33R, 可知Ipre=30mA

2.  当3.3V<bat<4.2V  PMIC的LDO开始输出电压，从而cpu开始工作，这是进入恒流充电阶段充电电流Icc=160mV/Rsense ，现在MTK平台Rsense=0.33R，可知Icc=480mA

3.  Vbat>4.2V 进入恒压充电阶段，这个阶段电流逐渐变小，电压维持不变！当电流减小到接近为0时，CPU发出控制信号这时停止充电！  充电图片不显示动画了。

下图是手机充电各阶段的状态图：

EOC:  End of    charge

充电原理图标示：

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由以上分析可以推知，手机在低电压锁定后不能充电跟手机的充电电路没有关系！

下面是针对手机电池内部保护电路的分析过程：

电池内部保护电路图：

现在电池保护IC有很多家，但基本原理应该是上图所示！

它主要有过冲保护、过放保护、大电流保护等功能。

当电池电压过低时，一般2.3v~2.5v，IC将DO置低，G1处于截至状态，电流放电被切断，即进入锁定状态，用万用表测得电池两端的电压为0V！

顺便说一下，锂电池不能把电全部放完，必须加保护IC，如果电池电压放电低于2V，就不能充进去电了！

电池被锁定后，需要激活电压把电池唤醒，不同的保护IC  Resumption voltage  不同

且同一个公司不同型号也不一样！

下面是MITSUMI（美上美）保护IC不同封装对应的恢复电压：

如果电池厂选用恢复电压高于3.0v的保护IC，锁定后用我们的线充是没办法激活的，因为电池处于低压状态时，PMIC进入预充模式，VD电压被嵌位在3.0v！

VD的电压嵌在3.0V是有道理的，因为在电池电压过低时（低于3.3V），PMIC只有充电模块处于工作状态，这时CPU是不工作的！如通VD的电压过高（高于3.3V），就会出现充电时PMIC工作，采样时由于VBAT还是低于3.3V, PMIC是不工作的，会导致CPU时关机时工作！

   目前用高速电源对不同型号的电池放电，让其处于锁定状态，得到现象：

1.    Z500的电池在2.3V左右进入锁定状态,但在2.6V就可以被激活，低于线充时手机输出电压，不会出现充不进去电的情况！

2.    M7以前的样品电池（没有喷漆）在2.3V左右进入锁定状态，在2.6V也可以被激活，用线充可以对其进行正常充电。

3.    从其他部门找到一块M7不能充进去电的电池，需要把电压加到3.6V才可以激活！而我们手机输出到电池的电压才3.0V, 所以是不可能把锁死的电池唤醒的！

综上，初步判断，电池在低压时充不进去电，与电池厂家选用的保护IC有关！另外电ID电阻加10K还是0R不是上述问题的根本原因！

yubozhi · 发表于 2010-12-12 19:28:00

看不到电路图

liguojie · 发表于 2011-3-10 15:14:07

看不到电路图

czhmatt · 发表于 2014-3-31 14:14:55

没有图

xiaochen19877 · 发表于 2015-1-21 09:49:49

学习了

xiaochen19877 · 发表于 2015-1-21 09:55:42

多少V电压开始恒流充电，大于3.3V吗

zhizizhishourd · 发表于 2016-1-29 11:15:45

学习了。。。

xuhaojames · 发表于 2016-7-12 13:50:06

图片显示不了

XTXFTJIHC · 发表于 2016-8-29 14:07:47

学习了。。。

yangshujie1133 · 发表于 2016-10-13 13:59:29

楼主写的很不错，学习了。

Alex_L · 发表于 2016-10-27 14:43:22

有图就完美了

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