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手机充电分析

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[LV.1]初来乍到

发表于 2010-12-12 13:31:35 | 显示全部楼层 |阅读模式
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!

该用户从未签到

发表于 2010-12-12 19:28:00 | 显示全部楼层
看不到电路图

该用户从未签到

发表于 2011-3-10 15:14:07 | 显示全部楼层
看不到电路图

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发表于 2014-3-31 14:14:55 | 显示全部楼层
没有图
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发表于 2015-1-21 09:49:49 | 显示全部楼层
学习了
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发表于 2015-1-21 09:55:42 | 显示全部楼层
多少V电压开始恒流充电,大于3.3V吗

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[LV.7]常住居民III

发表于 2016-1-29 11:15:45 | 显示全部楼层
学习了。。。
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[LV.2]偶尔看看I

发表于 2016-7-12 13:50:06 | 显示全部楼层
图片显示不了

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[LV.4]偶尔看看III

发表于 2016-8-29 14:07:47 | 显示全部楼层
学习了。。。
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[LV.6]常住居民II

发表于 2016-10-13 13:59:29 | 显示全部楼层
楼主写的很不错,学习了。

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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2016-10-27 14:43:22 | 显示全部楼层
有图就完美了
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