雙電池設(shè)計(jì)方案_圖文

1、雙電池設(shè)計(jì)方案(副電池固定Version: 1.0DocCode: 00-00-00-01Date: 2010-02-23重要聲明版權(quán)聲明本文檔中的任何內(nèi)容受中華人民共和國(guó)著作權(quán)法的保護(hù),版權(quán)所有© 2009, 展訊通信有限公司,保留所有權(quán)利,但注明引用其他方的內(nèi)容除外。商標(biāo)聲明展訊通信有限公司和展訊通信有限公司的產(chǎn)品是展訊通信有限公司專有。在提及其他公司及其產(chǎn)品時(shí)將使用各自公司所擁有的商標(biāo),這種使用的目的僅限于引用。不作保證聲明展訊通信有限公司不對(duì)此文檔中的任何內(nèi)容作任何明示或暗示的陳述或保證,而且不對(duì)特定目的的適銷性及適用性或者任何間接、特殊或連帶的損失承擔(dān)任何責(zé)任。保密聲明本文

2、檔(包括任何附件包含的信息是保密信息。接收人了解其獲得的本文檔是保密的,除用于規(guī)定的目的外不得用于任何目的,也不得將本文檔泄露給任何第三方。前言文檔說(shuō)明本文檔描述了雙電池(副電池固定硬件電路設(shè)計(jì),測(cè)試。閱讀對(duì)象本文檔適合雙電池設(shè)計(jì)(副電池固定的客戶使用。內(nèi)容介紹本文檔包括3個(gè)章節(jié),分別為:第一章:雙電池功能介紹;第二章:電路圖及器件選型及設(shè)置;第三章:測(cè)試;文檔約定本文檔采用下面醒目標(biāo)志來(lái)表示在操作過(guò)程中應(yīng)該特別注意的地方。 說(shuō)明:說(shuō)明比較重要的事項(xiàng)。相關(guān)文檔 目錄第1章雙電池功能介紹.1-11.1 功能簡(jiǎn)介.1-11.2 支持雙電池類型.1-11.3 流程圖.1-1 第2章電路圖,器件選型及

3、設(shè)置.2-12.1 原理圖.2-12.2 軟件及校準(zhǔn)說(shuō)明.2-22.2.1 NV設(shè)置及校準(zhǔn).2-22.2.2 充電及MMI.2-32.2.3 固件下載.2-32.3 原理圖說(shuō)明.2-42.4 器件選型.2-4 第3章測(cè)試.3-13.1 主副電池切換波形.3-13.2 漏電流.3-53.3 充電波形.3-6 附錄A Revision History.A-1-i- 圖目錄圖 1-1 關(guān)機(jī)按開機(jī)鍵開機(jī)及電池軟件自動(dòng)切換流程圖.1-1 圖 1-2 開機(jī)熱插拔主電池流程圖.1-2 圖 1-3 開機(jī)充電流程圖.1-3 圖 1-4 關(guān)機(jī)充電流程圖.1-3 圖 2-1 雙電池原理圖part1雙PMOS.2-1

4、 圖 2-2 雙電池原理圖part2硬件切換邏輯.2-1 圖 2-3 雙電池原理圖part3復(fù)位等.2-2 圖 2-4 控制邏輯圖.2-2 圖 2-5 ADC0 NV校準(zhǔn)位置.2-3 圖 2-6 關(guān)機(jī)電壓 NV調(diào)整.2-3 圖 3-1 開機(jī)主電池拔出,切換到副電池.3-1 圖 3-2 MBAT_ID分壓電阻.3-1 圖 3-3 100K MBAT_ID升高到主副切換.3-2 圖 3-4 10K MBAT_ID升高到主副切換.3-2 圖 3-5 開機(jī)主電池拔出,軟件AUX_ON有效.3-3 圖 3-6 開機(jī)狀態(tài)插入3.8V主電池.3-3 圖 3-7 M電壓下降到3.39V,M切換到A.3-4 圖

5、 3-8 M供電Reset波形.3-4 圖 3-9 A供電Reset波形.3-5 圖 3-10 主副電池0V開始充電,全圖.3-6 圖 3-11 剛開始充電局部圖,從M啟動(dòng)后切換到給A充電.3-6 圖 3-12 A充滿后切到M充電,此時(shí)Vmain已有3.67V.3-7-i- 表目錄表 2-1 原理圖網(wǎng)絡(luò)說(shuō)明表.2-4 表 2-2 推薦器件.2-4 表 3-1 漏電流.3-5.第1章 雙電池功能介紹1.1 功能簡(jiǎn)介1, 在副電池有電的情況(>UVLO下,主電池?zé)岵灏尾坏綦?電池內(nèi)部ID 腳小于100K 下拉; 2, 建議使用電池ID 腳對(duì)地電阻小于10K ,有利于切換不關(guān)機(jī);3, 主電池拔

6、出可以開機(jī)和充電;4, 主副電池都可以充電,一個(gè)電池充滿后可切換給另一個(gè)電池充電且不會(huì)關(guān)機(jī)。對(duì)不同容量的主副電池,支持用不同的電流充電(副電池容量大于300mAh ,充電檔位選擇300mA 以上; 5, 主電池電壓低時(shí),如果副電池有電可軟件切換到副電池供電;6, 支持硬件死機(jī)復(fù)位。1.2 支持雙電池類型1, 副電池固定,不可拔出。1.3 流程圖圖 1-1 關(guān)機(jī)按開機(jī)鍵開機(jī)及電池軟件自動(dòng)切換流程圖注:如果在A 供電情況下出現(xiàn)M 存在且Vmain>3.4V 時(shí)將切換到M 供電,如熱插拔換了一塊有電的主電池。關(guān)機(jī)狀態(tài) V main >3.4V Y N M 存在 V bat UVLOY N

7、 Y 無(wú)法開機(jī) Y V main >3.4V Y 關(guān)機(jī) V aux >3.4VY N此處假設(shè)無(wú)熱插拔主電池。 按開機(jī)鍵 V main >3.4V N V aux >3.4V 開機(jī)后軟件一直查詢主電池是否存在及其電壓 A 開機(jī) M 開機(jī) M 不存在無(wú)熱插拔 N AUX_ON assert N 無(wú)法開機(jī) 切換到M 供電 M 用沒(méi)電 兩個(gè)電池都沒(méi)電 A 繼續(xù)供電 M 沒(méi)電,A 有電,軟件切換到A AUX_ON assert M表示主電池,A表示副電池V main表示主電池電壓,V aux表示副電池電壓圖 1-2 開機(jī)熱插拔主電池流程圖 圖 1-3 開機(jī)充電流程圖圖 1-4 關(guān)

8、機(jī)充電流程圖 注:在關(guān)機(jī)充電的過(guò)程中,軟件知道當(dāng)前充電的是M 還是A 。按開機(jī)鍵,當(dāng)前充電的電池供電。開機(jī)狀態(tài) 插充電器 N Y V main >3.4V M 供電 N 充電完成 Y A 充電完成 M 充電完成 V aux >3.4V 給A 充電 給M 充電 給M 充電N 給A 充電 M 存在? N A 充電完成 等待M 關(guān)機(jī)狀態(tài) 插充電器 N M 存在 充電完成 Y M 充電完成 軟件切換 給A 充電 給M 充電 硬件切換 給A 充電 A 充電完成 軟件切回MM 插入 Y A 充電完成 N A 充電完成 等待M 插入 第2章電路圖,器件選型及設(shè)置2.1 原理圖 圖 2-1 雙電池

9、原理圖part1雙PMOS 圖 2-2 雙電池原理圖part2硬件切換邏輯 圖 2-3 雙電池原理圖part3復(fù)位等圖 2-4 控制邏輯圖2.2 軟件及校準(zhǔn)說(shuō)明2.2.1 NV設(shè)置及校準(zhǔn)由于雙電池供電電路中雙PMOS器件有100mOhm以上的導(dǎo)通電阻,如為滿足打電話瞬間1A 的要求,關(guān)機(jī)電壓應(yīng)提高100mV。室溫下,測(cè)試板選用的雙PMOS在Vgs=3.4V, Id=200mA左右時(shí),Ron約200mOhm;Vmain用ADC0檢測(cè),V aux用ADC1檢測(cè),都使用1.2V檔。只校準(zhǔn)ADC0,NV存儲(chǔ)位置如下圖。 圖 2-5 ADC0 NV校準(zhǔn)位置 圖 2-6 關(guān)機(jī)電壓 NV調(diào)整建議NV的設(shè)置中

10、,deadline電壓設(shè)為3.30V,平均關(guān)機(jī)電壓設(shè)為3.45V,低電壓報(bào)警3.5V,如下圖。其余設(shè)置以及校準(zhǔn)程序不變。2.2.2 充電及MMI主副電池容量不同,切換充電時(shí)需要同時(shí)更換充電電流檔位。主電池容量大于400mAh,充電檔位選擇400mA以上;副電池容量大于300mAh,充電檔位選擇300mA以上;MMI分兩個(gè)電池,主電池靠右邊緣,副電池靠中間,分別顯示兩個(gè)電池的電量和充電情況。軟件詳見雙電池軟件設(shè)計(jì)方案2.2.3 固件下載生產(chǎn)下載:沒(méi)有電池,下載流程不變。夾具頂針連接MOS管后端VBA T (PCB上留測(cè)試點(diǎn)。研發(fā)下載:原本單電池:USB按住KEYOUT0,KEYIN0上電;或UA

11、RT接上后上電。雙電池副電池固定:USB按住KEYOUT0,KEYIN0,按reset鍵;或UART接上后按reset鍵 2.3 原理圖說(shuō)明Net Name Description NoteBB_GPIO 連接BB的某個(gè)輸出GPIO,High : 軟件選擇副電池Low : 軟件不選擇,由硬件決定。Reset時(shí)為低電壓。測(cè)試中使用GPIO67MBAT_INT MBAT_ID反相輸出給BB,High : 主電池存在;Low : 主電池被拔出,不存在。測(cè)試中使用GPIO66VMAX VBAT,M_VBAT,A_VBAT三者通過(guò)二極管共陰極的輸出,主副切換邏輯電路的供電二極管需使用Vf小的肖特基AUX

12、_GATE 控制副電池雙PMOS的gate MAIN_GATE 控制主電池雙PMOS的gate 兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)是反相的,保證同時(shí)只有1個(gè)打開(low Reset電路:按鍵按下短路AUX_GATE和MAIN_GATE,邏輯電路中的R2,R3,R5,R18決定AUX_GATE和MAIN_GATE都是高電平,兩路雙PMOS都關(guān)斷,VBAT 電壓下降到UVLO點(diǎn)以下,關(guān)機(jī)。詳見復(fù)位測(cè)試波形。MBAT_ID 電池中間的pin腳必須有小于100K的下拉電阻。最好使用ID下拉電阻小于10K的電池。表 2-1 原理圖網(wǎng)絡(luò)說(shuō)明表2.4 器件選型Ref Des Description NoteR25 10ohm電阻,1

13、/8W 0805 限制兩個(gè)電池之間互充電電流大小。注意電阻的功率應(yīng)滿足要求。D3,D4 小信號(hào)開關(guān)二極管,可采用二合一封裝不可選用肖特基二極管。If=10mA時(shí),Vf應(yīng)該在0.7V。恒流If不小于100mA。Q1,Q2 雙PMOS 導(dǎo)通電阻盡可能小C2 220uf/6.3V TANT 電池切換的時(shí)候提供補(bǔ)充供電Q4 NMOS,可以和Q5 PMOS二合一封裝典型門限電壓不能高于1.5V Q5 PMOS -Vgs典型值不能過(guò)高1VQ6 NMOS 典型門限電壓不能高于1.5VR2,R3,R5 電阻阻值不能與參考電路相差過(guò)大,會(huì)影響漏電流和復(fù)位電路。R7,R9,R10,R12 ADC分壓電阻分壓比例使

14、ADC使用1.2V檔位。1%電阻,阻值調(diào)小會(huì)增加漏電流。R4,R8 R4=1M,接地。R8=820K上拉電阻到Vmax電池中間的ID腳<100K下拉到地時(shí),插上電池低電平,拔掉電池高電平。如果電池ID對(duì)地電阻10K,R8可換成100K,R4換成220K。R4,R8以及R ID變大,將使M拔出后硬件切換的反應(yīng)時(shí)間變長(zhǎng),增加VBAT的壓降,大負(fù)載時(shí)拔出M更可能關(guān)機(jī)。D1,D2,D5,D6,D7 肖特基二極管,可選多合一封裝0.1mA以下部分的Vf小于0.2V表 2-2 推薦器件第3章測(cè)試3.1 主副電池切換波形 圖 3-1 開機(jī)主電池拔出,切換到副電池假設(shè)MBAT_ID對(duì)地100K以內(nèi)。R4

15、=1M ohm, R8=820K ohm。拔出M,MBAT_ID上升比較緩慢,1ms 以后M切換到A。如圖3-3。為確保切換時(shí)不掉電,VBAT電容C2不可小于220uf。如果MBAT_ID對(duì)地能控制在10K以內(nèi),R4=220K ohm,R8=100Kohm,拔出M,MBAT_ID上升更快,100us左右M切換到A,這樣BB端電池切換時(shí)的壓降更小。如圖3-4,AUX_GATE下降沿也更短。VBAT電容C2可減小到100uf。圖 3-2 MBAT_ID分壓電阻 圖 3-3 100K MBAT_ID升高到主副切換 圖 3-4 10K MBAT_ID升高到主副切換 圖 3-5 開機(jī)主電池拔出,軟件AUX_ON有效 圖 3-6 開機(jī)狀態(tài)插入3.8V主電池AàM的過(guò)程會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)雙PMOS同時(shí)關(guān)斷的情況,造成Vbat電壓下降,所以Vbat要放置更大電容。 圖 3-7 M電壓下降到3.39V,M切換到A 圖 3-8 M供電Reset波形 圖 3-9 A供電Reset波形主副電池供電的情況均能復(fù)位。4.2V到3.4V都測(cè)試通過(guò)。Mbat降到2.8V以下。3.2 漏電流Only M Only A Both M&AImain 70uA 35uAIaux 383uA 36uA表 3-