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手机电池百分比显示的工作原理是什么

 37dv 2022-03-21

手机的电池百分比显示主要有2种常用的方法:

1、根据电池ZCV曲线建模法

该方法是手机厂商要求电池厂提供的电池参数表,该数据表给出了开路电压(OCV)、带载电压(CV)、内阻(R)、电池电量(mAh)和电量百分比(DOD)的关系。

数据表中会标明不同电压下的电量值,有了数据表,手机设备通过ADC检测出电池电压值,然后通过查表的方法可以查询出电压(OCV)与电池的容量的对于关系。当然,该方法有个问题是手机设备检测到的电压是并不是开路电压(OCV),而是带载情况下的电压CV1,这个CV1(根据手机设备的电流大小变化,是个变化值)和数据表的CV的负载电流(固定值一般以0.5C放电)大小不一样,把CV1看作OCV或CV都会产生比较大的误差。通常为了提高精度,我们会在电池负极和地GND之间加上小电阻Rfg来测量CV1时手机的系统电流 I,根据 I 可以估算出OCV≈CV1+I*R(电池内阻),根据OCV查表得到容量百分比更接近准确值。具体电路如下: 

根据电池ZCV曲线建模法有个缺点是,电池老化或更换电池后ZCV曲线会变。这样就会造成电池老化或更换电池后,电池电量检测误差非常的大。所以该方法慢慢被抛弃,但由于该方法硬件成本较低,所以还在一些低端机上使用。

2、电池电量计

电池的电量计也称 库仑计。库仑计的原理,简单的来说,在电池的回路上串联一个电量计量芯片,电量计也有一个和方法一中Rfg类似的取样电阻,通过电阻测试单位时间内回路流经的电流大小,如果电流是随时间变化,且流过不同的电流后产生不同的压差,通过把这个变化的电流进行积分,算出电池的电量。

具体原理框图如下: 

库仑计的电量计算会比电池ZCV曲线建模法测出的电量更精确。当然库仑计也会随着电池老化,容量的变化,产生误差,需要定时校准。庆幸的是现在手机的电量计都能实现自行校准,所以不需要用户特别关心。

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