手機(jī)充電原理分析及問題總結(jié)

(1)充電流程介紹：當(dāng)充電器插入時(shí)，亦即為PMIC充電模塊提供了Vcharge電壓，這時(shí)會產(chǎn)生一個(gè)充電中斷信號到CPU，通知CPU現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入充電狀態(tài)。CPU開始啟動如下模塊：

1，ADC采樣，主要是采集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(fā)消息給MMI層，讓它顯示充電狀態(tài)及一些采樣數(shù)據(jù);

3，檢測電池電壓有沒有超過保護(hù)電壓及電池連接是否連接正確，如果有問題即可通過CHRCTRL切斷充電電路;

4，平時(shí)顯示“充電器沒有連接”警告，是因?yàn)镻MIC的BATDET腳和MOSFET沒有打開，從而沒有充電電流引起的。

(2)充電狀態(tài)轉(zhuǎn)換介紹：電池的電壓只影響充電狀態(tài)(比如是預(yù)充還是恒流充電)，如果電池電壓較低，只是預(yù)充的時(shí)間稍長一些，最多一兩個(gè)小時(shí)應(yīng)該可以完成充電!一般電池都有自保護(hù)，不會把電放到0V的!我做過試驗(yàn)把電池放到2.5V時(shí)，在往下放電已經(jīng)很難了，負(fù)載剛接上時(shí)還是可以有電流放出，但很快就停止放電了!所以如果電池是一塊合格的電池不應(yīng)該會出現(xiàn)是0V的情況!

充電分三個(gè)過程：預(yù)充電、恒流充電、恒壓充電

1，當(dāng)Vbat<3.3V 屬于預(yù)充階段，處于預(yù)充電狀態(tài)時(shí)，以150mA 電流涓流充電。PMIC不能提供Vcore、Vdd等電壓，CPU處于關(guān)機(jī)狀態(tài)，這時(shí)CPU是不工作的!

2，當(dāng)3.3V

3，Vbat>4.2V 進(jìn)入恒壓充電階段，這個(gè)階段電流逐漸變小，電壓維持不變!當(dāng)電流減小到接近為0時(shí)，CPU發(fā)出控制信號這時(shí)停止充電!

以狀態(tài)機(jī)的方框圖說明如下：

(3)一個(gè)普通的充電器電路如下：

一個(gè)普通的USB充電圖：

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LV.4

2014-01-16 15:20

如上，VBUS是USB供電;VCDT是通過分壓電阻測試充電電壓的測試點(diǎn);CHR_LDO跟VDRV共同完成開關(guān)切換功能，實(shí)現(xiàn)對電池的開關(guān)充電(充9S停1S);IBENBE跟BATSNS完成端電壓除以RSENSE測得充電電流;BAT_ON提供電池電壓測試。

(4)LED與充電狀態(tài)的配合實(shí)例：

開機(jī)后，插入U(xiǎn)SB充電時(shí)顯示橙色燈，拔掉USB不充電時(shí)滅燈，充滿電后顯示綠燈。充電時(shí)，系統(tǒng)在一個(gè)線程里面循環(huán)檢測電量，當(dāng)電量滿置綠燈。需要注意的是，顯示綠燈后，就禁止充電了以防止過充。所以在電量變滿后，就應(yīng)該SetCharger(off)，但此時(shí)有個(gè)矛盾：充電開橙色燈的操作在SetCharger(on)中，滅燈的操作在SetCharger(off)中，這樣會造成一個(gè)BUG：一旦電量滿后，關(guān)閉充電功能時(shí)也會滅燈，這樣就搞的橙色燈閃了下就滅了，顯然這不是我要的效果。

我要的效果是變綠后，除非我拔掉USB線，才會滅燈。所以需要在電滿時(shí)加標(biāo)志A，在SetCharger(off)中加判斷語句A，跳過滅燈的處理而僅僅關(guān)掉充電，同時(shí)打開另一個(gè)標(biāo)志B。同時(shí)在USB插拔的操作中處理B，表示當(dāng)燈變綠時(shí)，優(yōu)先處理B，在B后面添加滅燈語句，僅僅處理這一塊就可以了。

(5)關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)USB充電器和非標(biāo)準(zhǔn)USB充電器，是跟USB的插座構(gòu)造有關(guān)的。

(6)關(guān)于手機(jī)充電器的分類

通常情況下，程序中一般有四種充電器設(shè)定，分別是：USB HOST，CHARGING HOST，STANDARD CHARGER，NON-STANDARD CHARGER。

如上：USB HOST，CHARGING HOST的差別在于左圖，兩者用的都是PC的USB口，其中USB HOST居多。STANDARD CHARGER，NON-STANDARD CHARGER差別在于

前者的DP跟DM有短接，后者沒有。所以通過對DP/DM的判斷，就可以分辨出充電器類別。

(7)關(guān)于充電器電氣規(guī)格的差異

最近碰到一個(gè)奇怪的現(xiàn)象。新款手機(jī)用5V1A的充電器可以充，用5V500MA的充電器是充不進(jìn)去電，用PC的USB卻是一直可以充。經(jīng)過打印充電信息的trace發(fā)現(xiàn)，是由充電電流的差異引起。AP程序中對充電器的電壓下限是4.4V，如果判斷充電器電壓小于這個(gè)值，則AP會自己關(guān)掉充電模塊。那為什么1A的充電器可以而500MA的充電器不行呢?可以假設(shè)前者的內(nèi)阻比后者的內(nèi)阻小，那么暫不管真實(shí)的充電電流是多少，前者自身分配的壓降肯定小于后者自身分配的壓降，所以后者最終的充電器供給電壓會更低。

以程序中默認(rèn)的800MA充電時(shí)，5V500MA的充電器會被拉低至3.8V，所以AP會認(rèn)為充電器不正常就關(guān)掉自身的充電模塊。但是如果是5V1A時(shí)，由于充電器內(nèi)阻較小，就算供電端被拉低也不會低于4.4V，所以它仍然是可以工作的(測得實(shí)際充電電流640MA)。

想讓手機(jī)兼容500MA的充電器，此時(shí)需要做個(gè)處理：在判斷充電器電壓小于4.4V時(shí)不返回錯(cuò)誤，同時(shí)將充電電流設(shè)定成400MA(對于同一個(gè)充電器，充電電流越小，充電器自身壓降更小，供給更大)，讓它仍然可以充電只不過充的會慢點(diǎn)。此時(shí)的程序段如下：

A，設(shè)置一個(gè)電流改變標(biāo)志，默認(rèn)為FALSE。

static BOOL CurrentChangeFlag = FALSE;

B，在設(shè)置電流的地方判斷該標(biāo)志，注意：該電流設(shè)定是過個(gè)時(shí)間間隔就循環(huán)執(zhí)行。

if(CurrentChangeFlag == TRUE)

g_temp_CC_value = Cust_CC_400MA; //如果改變，就以400MA充電

else

g_temp_CC_value = AC_CHARGER_CURRENT; //如果不改變，就以默認(rèn)電流800MA充電

C，循環(huán)檢測充電器電壓，并改變電流的程序段：

if (BMT_status.charger_vol <= V_CHARGER_MIN ) //充電器電壓小于4.4V

{

printf("[BATTERY]Charger under voltage!! CurrentChangeFlag=%d\r\n",CurrentChangeFlag);

if(CurrentChangeFlag == TRUE)

{

CurrentChangeFlag = FALSE;

leds_battery_no_charging(); //zhangcheng

BMT_status.bat_charging_state = CHR_ERROR;

return PMU_STATUS_FAIL;

}

CurrentChangeFlag = TRUE;

}

以上的邏輯是：當(dāng)?shù)谝淮螜z測電流時(shí)，充電器默認(rèn)以800MA充電，此時(shí)充電器被拉低。之后進(jìn)入該條件，接著執(zhí)行CurrentChangeFlag = TRUE。在上述B中完成設(shè)定電流為400MA，如果設(shè)定完之后充電器正常的話，就不會再進(jìn)入這個(gè)判斷了，充電器持續(xù)充電;如果設(shè)定400MA之后還是會進(jìn)入該判斷，說明充電器不合格，此時(shí)要關(guān)掉充電功能，所以執(zhí)行返回電失敗的那段。注意：如果此時(shí)客戶不管充電電壓正確與否，仍然要求繼續(xù)充電，只需要將if(CurrentChangeFlag == TRUE) 程序段屏蔽掉就行。

(8)電池功能測試中的一些技巧

A，對于數(shù)字電源用數(shù)字電源模擬電池，通過其電流值可以知道手機(jī)的工作狀態(tài)，比如電流值為正就是手機(jī)耗電的多少;插入外部充電器之后，如果電流值為負(fù)，則是手機(jī)正在充電。另一方面，對于用數(shù)字電源模擬充電器的，通過其電流值就可以知道供給外部的充電電流是多少，如果讀數(shù)很小說明沒有充電。

B，對于電池的溫控腳，一般是要接的。如果需要外接溫控腳，記住一定要跟電源公地。單獨(dú)的一個(gè)溫控腳是不會起作用的。

C，電池的快速放電。很多時(shí)候我們需要測試電池低電壓時(shí)的狀況，得到電池低電壓是比較緩慢的一個(gè)過程。有個(gè)好方法就是利用數(shù)字電源，電壓設(shè)置成3V，電流設(shè)置成800MA，然后把電源跟電池連接，即可實(shí)現(xiàn)電池的快速放電。

D，電池的充電。當(dāng)我們在沒有手機(jī)的情況下要對一塊電池進(jìn)行充電，可以用數(shù)字電源完成這個(gè)功能。設(shè)置電源是4.2V，電流要限流在800MA以內(nèi)，接上對應(yīng)的電極就可以了，不需要接溫控腳。需要注意的是：一開始的充電電流會很大(提示LIMITED)，如果不限流會更大，這樣會影響電池壽命及安全性。隨著電池電壓慢慢增高，電流會慢慢變小，直到充滿時(shí)的0ma左右。最后OFF掉電源，發(fā)現(xiàn)電壓顯示跟電壓源之前設(shè)定的一樣，說明已經(jīng)充滿。

(9)關(guān)機(jī)充電時(shí)低電壓警告的狀態(tài)圖

關(guān)于電池低電壓狀況的一個(gè)說明：很多時(shí)候手機(jī)因?yàn)榈碗妷宏P(guān)機(jī)后，只要沒有取出電池，手機(jī)仍然在消耗電池的電量，這個(gè)很容易理解就像接了個(gè)未耗電的電阻。這會造成一個(gè)現(xiàn)象，電池電量會持續(xù)降低，所以再充電時(shí)需要沖入一段時(shí)間，才會進(jìn)入正常的充電提示和LED報(bào)警提示，之前是不會有任何動作的。

(10)full charging的LOGO顯示差別

手機(jī)在使用中會碰到這種情況：手機(jī)充電畫面是動態(tài)的進(jìn)度條，然后到充滿一直顯示滿進(jìn)度條，結(jié)論就是對于滿電畫面始終可以用同一幅圖片;如果動態(tài)進(jìn)度條的滿電顯示是帶閃電標(biāo)識，真正充滿的滿電是不帶閃電標(biāo)識，那么在根據(jù)電量進(jìn)行show圖片顯示時(shí)，是要區(qū)分100%電量是從累加得到的還是真正的電量充滿?所以，下面的程序段完成該功能。

static unsigned int crap = 0; //一個(gè)區(qū)別標(biāo)志

if(capacity == 0) //5個(gè)圖片，分四個(gè)檔：100/4=25

show_logo(1);

else if(capacity == 25)

show_logo(2);

else if(capacity == 50)

show_logo(3);

else if(capacity == 75)

{

show_logo(4); //如果是累加得到100，必然經(jīng)過該步，置標(biāo)志

crap = 1;

}