移动终端产品电池管理降低功耗设计方案

移动终端产品电池管理降低功耗设计方案

　　5. CalcMainBatteryVoltage获取电池电压值

　　Bq26220通过BAT端口检测电池电源，并且通过寄存器BATH-BATL传递给上层。这个BATH(地址=0x72——从第0比特到第2比特)和BATL低比特寄存器(地址=0x71——从第0比特到第7比特)包含电池电压经过ADC转换后的结果。这个电压以11比特、2.44mV为步长、并带有LSB的二进制形式表达出来。BATH寄存器的第3比特代表MSB，BATL的第0比特代表LSB。最大电压测量范围为5V。

　　BATH寄存器的第3比特到第7比特存储电压ADC后的偏移量信息，这个最重要的信息比特是在4比特(第3比特到第7比特)偏移数据后的标记比特。

　　LSB获取修正因子，以μV为单位，主控制器负责通LSB 获取修正因子和偏移量来测量ADC后的电压值。下面是计算公式：

　　正确的=VBAT×(2.44+LSB修正因子)-偏移量

　　计算举例如下：

　　例如：如果真实的LSB=+2.45mV，偏移量=+80mV

　　计算正确的VBAT：

　　LSB修正因子=+10μV=0.001 mV

　　偏移量=+10 ×8mV=80 mV

　　正确的=VBAT×(2.44+0.01)-80

　　程序具体实现流程如下图4：

　　图4 CalcMainBatteryVoltage函数流程图

　　6. 电池电量计算方法

　　原来电池电量百分比显示的其实是电压百分比。可是硬件方面测试发现，电池电量和电池电压并非成简单的线性关系，因此需要分区间进行百分比的转换校正。常温下，我们设备获得的电池电压和电量曲线大致如下(图5)：

　　图5 电池电压和电量的关系图

　　在驱动程序中创建了一个为16个字长度的环形缓冲区，采样点数增加为16个，这样可以增加对采样结果的可靠性。电池电压采样值even_samp为16个采样值的和去掉一个最大值和一个最小值后再取平均值。

　　在我们的移动终端设备中，电池的最大电压为559(4.10V)，最小电压为455(3.30V)，以图5中的两条虚线作为区间的分界线，可分为4.10V~3.80V，3.80V~3.60V，3.60V~3.30V这三个区间，对电池电压值进行分区间的处理，三个区间上的曲线斜率近似为：

　　4.1V～3.80V：Kl=(100-70)/(4.10-3.80)

　　3.80V～3.60V：K2=(70-20)/(3.80—3.60)

　　3.60V～3.30V：K3=20/(3.60-3.30)

　　4.10V～3.30V：K=100/(4.10-3.30)

　　在进行电池电量百分比的转换时，当我们获得在559~455区间内的采样值后，首先获得原来的百分比值voltage_percent= (even_samp-455) * l00/(559-455)。然后针对不同的区间进行相应的调整，得到的电量百分比分别为：

　　4.10V～3.80V：voltage_ercent+=(4.10-even_samp * 7.5/1024)×(K-K1)

　　3.80V～3.60V：voltage_percent+=(3.80-even_samp * 7.5/1024)×(K-K2)

　　3.60V～3.30V：voltage_percent-=(even_samp-3.30V * 7.5/1024)×(K-K3)

　　通过对以上三个区间的分别处理，这样就获得了相对正确的电池电量[4]。

　　7. 小结

　　本文介绍了在Windows CE系统中,基于电池充电管理芯片bq24032A和电池监控芯片bq26220芯片的电池驱动的实现。主要介绍了电池电压的获取和电池电量的计算方法。对电池管理提供了很好的借鉴。