智能电源管理技术--原理简介

一、专业术语
1. LDO（Low Dropout Regulator）
低压差线性稳压器
优点：稳定性好，负载响应快，输出纹波小

缺点：效率低，输入输出的电压差不能太大

2. DC-DC（Direct Current to Direct Current）
直流变直流
优点：效率高，输入电压范围较宽

缺点：负载响应比LDO差，输出纹波比LDO大

3. SDP （标准下行端口）
这种端口的D+和D-线上具有15千欧的下拉电阻
限流值为：挂起时2.5mA，连接时100mA，连接并配置为较高功率时为500mA

4. DCP （专用充电端口）
这种端口不支持任何数据传输，但能够提供1.5A以上的电流。端口的D+和D-线之间短路，无需枚举。

5. CDP （充电下行端口）
这种端口既支持大电流充电，也支持完全兼容USB2.0的数据传输。
端口具有D+和D-通信所必需的15千欧下拉电阻，也具有充电器检测阶段切换的内部电路。内部电路允许便携

设备将CDP与其它类型端口区分开来。

二、PMU开机启动及初始化
1. PMU开机条件
（1）ACIN电压由低到高，并达到有效值
（2）VBUS电压由低到高，并达到有效值
（3）长按power键

2. PMU初始化流程

三、外部电源检测条件及通路选择
1. ACIN和VBUS检测条件
（1）当ACIN < 3.5V时，PMIC认为ACIN不存在；
（2）当VBUS < 3.5V时，PMIC认为VBUS不存在；
（3）当ACIN从低升至>3.75V时，PMIC认为ACIN来临；
（4）当VBUS从低升至>3.75V时，PMIC认为VBUS来临；
（5）ACIN或VBUS来临或消失后，PMIC会发出中断；

2. ACIN和VBUS通路打开和关闭条件
（1）当ACIN < VBAT + 0.05V时，ACIN path关闭；
（2）当ACIN > VBAT + 0.25V时，表明ACIN可用；
（3）当VBUS < VBAT + 0.05V时，VBUS path关闭；
（4）当VBUS > VBAT + 0.05V时，VBUS可用；

3. VBUS限压限流功能
（1）VBUS限压功能永远有效，并可限流；
（2）限流档：100/500/900/1500/2000/2500/3000/3500/4000mA

4. ACIN和VBUS通路选择
（1）ACIN和VBUS到IPSOUT的通路各有一个regulator，目标为5V；
（2）当输入电压 <= 5.06V，IPSOUT = （输入电压 - 60mV）；
（3）当6.3V > 输入电压 > 5.06V，则IPSOUT = 5.0V；
（4）当输入电压 > 6.3V，IPSOUT = 5.0V，PMIC产生过压中断；
（5）当输入电压 > 7V时，IPSOUT = 5.0V，PMIC直接关机；
（6）如果ACIN和VBUS都存在且可用，不管电池情况如何，选用ACIN；
（7）当ACIN从高到低 < 4.3V时，要马上打开VBUS patch；
当ACIN重新来临并可用时，PMIC会关闭VBUS并恢复ACIN path；

5. IPSOUT和BAT的通路选择
（1）PMIC监控IPSOUT和BAT的电压高低关系；
（2）当IPSOUT低于VBAT-0.04V时，表明外部电源ACIN或VBUS不能满足系统耗电的需求而导致IPSOUT下

降，此时就要打开BAT到IPSOUT的开关；一旦IPSOUT >= VBAT - 0.01V，马上关断此开关；

6. 各电源通路内阻要求
（1）BATSENSE和LOADSENSE之间的电阻，用于监测电池电流，并恒定充电电流；
（2）BATSENSE/LOADSENSE的拉线一定要尽量靠近采样电阻的两端，并靠近IC管脚；
（3）ACIN path内阻要小于0.07ohm（70mΩ）；
（4）VBUS path内阻要小于0.1ohm（100mΩ）；
（5）BAT-IPSOUT内阻小于0.03ohm（30mΩ）；

四、PMIC的充电机制
1. PMIC充电流程
（1）PMIC内置2A PWM充电器，可工作在线性充电模式；
（2）当VBAT < 2.9V，涓流充电，电流为充电电流设定值的1/10;
（3）当VBAT > 3.0V，PMIC进入恒流充电，电流为寄存器设定电流；
（4）当VBAT > Vrch，且充电电流小于设定电流的10%，结束充电；
（5）当VBAT == Vtarget，则Charger进入恒压模式，
当充电电流减小到设定电流的10%时，充电结束；

2. 充电异常情况处理
（1）一旦启动预充电模式，PMIC就开启charger timer1，若50分钟以内，PMIC不能从预充电模式进入恒流模

式，则PMIC进入电池激活模式，同时发出IRQ，表示电池可能损坏；

（2）在电池激活模式，charger给电池始终以5mA充电，直至VBAT>Vrch才退出激活模式，若始终达不到此条

件，就只有等ACIN和VBUS消失；

五、RDC计算
1. 电池通路阻抗计算条件
（1）外部电源可用，并处于充电状态；
（2）充电电流大于300mA；
（3）BAT电压在3.5V至4.1V之间；
（4）充电等待时间足够，默认180秒；

2. 通路阻抗检测流程
（1）判断检测条件是否满足；
（2）记录电池电压和充电电流，取平均值；
（3）关闭charger并延时，默认3分钟；
（4）记录电池电压和电流，取平均值；
（5）计算RDC值，Rdc = dV/dI；

3. RDC计算公式推导
（1）Vbat1 = Ocv + i1*Rdc；
（2）Ocv = Vbat2 + i2*Rdc;
（3）Vbat1 - Vbat2 = （i1+i2）* Rdc；
（4）Rdc = （Vbat1 - Vbat2）/（i1 + i2） = ΔV/ΔI；

4. RDC校正
在非充电状态转为充电状态时，如果检测到基于实时的OCV电量百分比在状态转换前后跳跃大于4%，则启动

计算RDC校正流程，RDC偏小时，每次增大4step，RDC偏大时，每次减小3step；

六、OCV/库仑计互校过程
1. 充电状态下的互校过程
（1）OCV比例大于94%，且库仑计比例小于OCV比例
--> 每隔一分钟提升库仑计比例1%，直至99%
（2）库仑计比例大于94%，且OCV比例小于库仑计比例
--> HOLD住库仑计比例，同时HOLD住累加器的值，直至和OCV比例一样
（3）OCV比例为100%，且库仑计比例为100%
--> HOLD住累加器的值，即库仑计counter的值不发生变化；
（4）OCV比例为0%，且库仑计比例等于0%
--> 库仑计比例和累加器的值HOLD住为0，直至OCV比例开始大于0%，库仑计一开始正常累计；

2. 放电状态下的互校过程
（1）OCV比例小于关机报警设置寄存器值+8，同时库仑计比例大于OCV比例
--> 每隔1分钟库仑计比例降低1%，累加器一同变更，直至OCV和库仑计相等，

之后库仑计比例跟随OCV比例变化
（2）库仑计比例小于关机报警设置寄存器值+6，同时，OCV比例大于库仑计比例
--> HOLD住库仑计比例，同时HOLD住累加器的值，直至OCV和库仑计相等，

之后库仑计比例跟随OCV比例变化

七、实际电池容量校正
1. 电池容量和OCV-SOC曲线校正条件
（1）RDC正确检测有效
（2）接入外部电源进行充电
（3）OCV对应的百分比有效且低于关机报警值+3个百分点
（4）容量校正时，容量校正status flag为0，OCV-SOC曲线校准时，同理

2. 容量校正流程
（1）如果OCV比例等于0，则等待直至OCV比例开始大于0
（2）记录此时OCV电流比例P0及清除库仑计二
（3）充电到OCV比例大于容量校正结束比利时，记录此时OCV比例Pn，库仑计二的值Qn
（4）计算实际容量，Qmax = Qn/（Pn - P0）
（5）更新电池总容量寄存器

3. OCV-SOC曲线校正
（1）充电结束，且OCV百分比达到100%
（2）计算各级OCV对应的电量比：
SOCi = P0 + Qi/Qmax
（3）完成后，reset SOC-OCV曲线校正status flag
（4）更新OCV-SOC曲线的32级寄存器

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