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增补电池切换线路切换问题分析 去年年底工厂那边测试出了问题,由于要过年了,刚好又是在放假这天提出来的,所以当时并没有处理,这不,新年刚开工,工厂的人就找来了,工厂那边是还没正式开工就过来了,所以在这里先为工厂工程人员的敬业精神点个赞! 先来看下工厂那边反馈的问题现象: [size=12.0000pt]1. 外部电池电压低于3.65V的时候,电源切换正常,但主机电池图标不转换。(在3.65V以上时是不会有问题的)
2.主机开机状态或工作录像时,接入没有电的外部电池,电池电压低3.5V以下,主机会自动关机或死机。(功能需求是:当装上没有电的电池时,主机不能自动关机) 这次测出的问题是在使用前面所设计的《基于切换芯片的双电池切换功能》线路的机器上。其设计原文链接地址如下: https://bbs.21ic.com/icview-3414136-1-1.html 当别人提出问题后,我们第一时间要做的就是复现问题现象,只有看到现象了才好进行下一步的分析。 这里用两台直流电源箱分别当作内电池和外电池,内电池电源供电电压调成3.85V,外电池电源供电电压调成3.45V,先将分析机器用内电池电源供电,正常完成开机后,然后再接入外电池电源,机器一碰上电源就立马关机了(现象是LCD屏熄灭和电源箱上电流掉到1mA以内),用示波器跟踪在外部电源接入时切换芯片所输出的电压波形,如下图发现在接入时输出电源是被拉下来了。 这是因为外部电源电压较低,而切换芯片的导通内阻又较大,所以在电源切换过来时由于输入到输出的压降较大,所以使得系统供电不足而导致立马掉电关机。下图是切换芯片的导通内阻参数, 所以我们在选用切换芯片时,一定要注意下这导通内阻的参数,选择合适了则可以省去很多麻烦。 在满足功能需求的情况下,我们做了如下的整改,如图 在外电池电源接口正极到切换芯片的输出端的PWR网络间串个二极管D52,这样外电池就跳过了切换芯片的限制,当接入外电池时,电源直接通过D52给系统供电,这样一来接入时的压降就不会很大。另外从示波器上的波形来看,接入电池时的波动很大,这时我们可以在外电池接口输入端上加一个大电容,但因实际测试不加电容时也没有遇到问题,所以这里可以只留个封装但不用贴片。如果加了大电容的话那么如下图的接入检测线路参数也必须要更改。 更改后的线路如下图 去掉Q22,将BATTERY_INSET_DET通中电阻R1612直接接到接口上的DET引脚上,这样外电池接入时则直接将BATTERY_INSET_DET电压拉低。这样做的目是为了尽快让系统检测到有外部电池接入,不然若接口处有大电容存在的话,就算拔掉外电池,其电量没有及放掉,使得系统还是检测到外电池接入状态,所以电量检测显示这一块不会及时切换到内电池上去,从而会导致低电关机的情况出现。 前面问题1中的电池图标显示没有切换的情况,是因为软件的限制,软件中是限制了电池在低于3.4V就不做检测了。为什么要这样做呢? 那是为了保证电池放电的线性,避免电池电压不稳导致的电量显示图标跳变。只能将临界值适量做下降低,那问题的完全解决还是要放在硬件上面。 前面文章也说到了Q26控制的缺限问题,在这工厂的测试结果中也很好的反应了出来。我们还要做下参数调整,保证在外部电池电压低于3.5V后就不能让它打开Q26了,从而保证电池不会瞬间切断内电池而切换到外电池供电上来造成PWR电压被拉太低系统出问题。这里将电阻R1606的参数值改成了82K/1% 。更改后用低于3.45V的外部电池接入硬件上就不会做切换了。 总结:通过以上整改,经测试验证后,满足了“内电池工作时接入外电池会切换到外电池工作,外电池用到低电时会自动切换到内电池工作,当用低于3.45V的外电池接入时不会切换到外电池来供电”这样的功能需求。影响切换问题的主要因素是切换芯片的导通内阻。最大的难点还是Q26的控制问题,其基极电压的临界值抓取非常重要。
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