|
在发这个博客第一节的时候，老婆问我，这准备做的这个移动电源所采用的方案有什么优点吗？我把我存在电脑的草图拿出来再看了一遍，想了半天，回答道：成本不低、系统太不简单，压根就不是一个最佳商品化的移动电源方案，唯一的优点是可能会体现稍微深入一些的技术……所以这里就回答一下一些网友发过来的建议，实际上最简单的方案莫过于包括电源检测温度检测全部用硬件最简单的方案实现，不需要主控，不需要这么好的充电芯片……纯粹的移动电源方案大家可以私信huzylover@126.com讨论…… 但是，我从开始对这个东西的定义就是，这个移动电源不是为了特定的某款电池做的，也就是需要有兼容性，能够将锂电池的充放电特性都做好，而不是像万能充一样随便用个简单的电压比较模式控制充电。我希望在这个制作中，体现一整个的关于锂电池应用方面的技术。这也就是我选择单片机+24161的原因，在锂电池的实际应用场合中，都是用在移动设备中的，也就是说，一定是一个主控+MCU的架构，传统的锂电池充电芯片，除了单一充电外，并不能实现自动分配电流（也就是系统边充电边工作的场合）。而现在我的文章中讲的这种架构，适用于任一带锂电池的移动设备。 好了，接下来就是大概描述一下另一个重要的部分，就是Ti公司的24161的充电芯片。（再无聊的插一句：在整个制作过程中，方案是会有变动的，比如用的DCDC器件，LED灯的整体功能，是不是要加手电筒……想着可以就可以加的） （1）充电芯片BQ24161的应用结构解析 看一个器件，先从整个应用框图看起，从TI的官网上Down下24161的器件手册很明显会发现应用框架如下：
看到这个框图的时候，如果有对电源芯片比较了解的兄弟看到的话，肯定会说上面看上去怎么很熟悉。其实，充电芯片本质上就是一个输出可变的DCDC，给一个电池充电，实际上可以看成如下等效模型：
 电容可以等效为一个100mohm的电阻和一个超级电容串联，当没有电源接入或者电池电量充足而不充电的时候，芯片内部有一个Out输出端到电池的Mos开关，将该通路关断，同时该Mos器件自身体二极管（或者认为在该mos管DS间并接一个从电池流向Out端的肖特基二极管）用来作为电池向系统供电的通路。
当电池电压较低达到充电门限时，假设这时电池电压为3.2V，当接入适配器启动充电后，实际情况是，charger的DCDC输出会调整到稍微高于当前电池电压的一个值，这个差值电压就能使得电流从DCDC输出给到锂电池（这个具体我在下一节再说一下电池的充电管理）。这个电压会一直跟随者电池电压知道达到充满（通用充满电压时4.2V，但是现在有一些高压电池可以充电到4.35V）、
（2）动态路径管理
前文说道，选用这个芯片的考虑之一也是因为这个芯片的特色功能之一为动态路径管理功能，什么叫动态路劲管理呢，简单的说就是：如前文，Charger本身就是一个给系统供电的同时给电池充电的DCDC，那么充电本身有一个充电电流，电流越大，充满电的时间肯定就越短，但是有个问题，假设我前段接的是电脑的USB，Charger输出最大500mA的电流，那么如果我充电用了300mA，而给系统200mA电流，当系统因为某些突发任务（开显示器，开灯等等动作），瞬间需要的电流达到400mA，没有动态路径管理功能的Charger可能会出现输出被拉低的情况，而有动态路径管理功能的Charger会重新分给system400mA的电流，而只用100mA去充电，这个过程是动态持续的……
（3）输入电源检测
如上面框图中所示，有两个输入，一个输入是适配器输入，另一个输入时USB输入。这个地方就必须要提到适配器的供流能力，我们知道，USB输入因早期的规格定义以及接口问题，标称的是最大500mA电流，虽然现在越来越多的大电流USB口出现（比如某些快充手机所标配的线），但是不可否认，每一个设备商再设计的时候都要考虑用户家里的电脑USB口的输出电流。当设备启动时需要的电流超过5V*0.5A=2.5W时，过大的负载容易使电脑USB口保护，更严重的是有可能直接把电脑拉挂掉（重启/黑屏），所以，Charger芯片当用在输出电流大于500mA的场合时，必须考虑适配器类型识别。
24161提供了这样一种识别方案，将输入口的电源分别接在适配器和USB电源口，两根信号线连接在D+、D-管脚，这样当接入电脑USB时，因电脑USB的信号线D+线是被拉低（我可能记错了，回头查一下看USB协议）的。所以会识别成USB口，芯片通过中断脚上报中断，MCU通过IIC去查询芯片生成的中断标志是什么。而大部分适配器均是将D+/D-信号线短接或者电阻分压的（比如苹果的适配器区分就是这个原理）。
通过这样的方式，24161就区分出了到底是标志USB输入还是适配器输入，对于我们加了ID电阻的适配器，可以放心的将电流放大到最大的标志规格，而对于标志USB口，芯片是会启动限流将最大电流限制在500mA的 |
|
|
