快充移動(dòng)電源電流積分算法與電量顯示技術(shù)
智能手機(jī)已經(jīng)成為了人類生活的中心，移動(dòng)電源則是手機(jī)的必備伴侶，受到市場(chǎng)的青睞。但是很多時(shí)候，使用移動(dòng)電源都會(huì)有個(gè)困擾，那就是帶出去的移動(dòng)電源本身也是沒(méi)有電。一方面原因是忘記給移動(dòng)電源充電，另一方面原因是電量顯示不準(zhǔn)確，導(dǎo)致了誤判。
移動(dòng)電源電量顯示不準(zhǔn)確是有原因的，因?yàn)樵缙诘囊苿?dòng)電源都是通過(guò)檢測(cè)電池電壓來(lái)判斷電池的電量，而鋰離子電池電量與電壓的關(guān)系，并非線性相關(guān)，而是根據(jù)放電平臺(tái)電壓的不同，個(gè)體之間有很大的差異。而且，隨著電池自身的使用和老化過(guò)程，同一個(gè)電池的平臺(tái)電壓也是不斷變化的。這就造成了使用電池電壓作為剩余電量指示的算法有點(diǎn)類似瞎子摸象。產(chǎn)品出廠之前，進(jìn)行電池組放電曲線測(cè)試，然后把測(cè)試到的曲線寫(xiě)入到軟件中。這種做法一方面是折磨軟件工程師，每一個(gè)方案，甚至每一批電池都要重新調(diào)校一次。另一方面，也給消費(fèi)者帶來(lái)困惑，因?yàn)橥ǔ＃@種做法出來(lái)的電量指示仍然是不準(zhǔn)的。特別是針對(duì)快充型移動(dòng)電源，因?yàn)槌浞烹娺^(guò)程中，電流特別大，造成了空載電壓和滿載電壓的巨大差距。
那么怎么樣才能夠準(zhǔn)確顯示移動(dòng)電源的剩余電量呢？答案就是進(jìn)行電流積分。計(jì)算充電時(shí)存入電池的電流對(duì)時(shí)間的積分，以及放電時(shí)，電流對(duì)時(shí)間的積分。LDR5409系列芯片就是在移動(dòng)電源業(yè)界最先實(shí)現(xiàn)電流積分算法的芯片。
圖1 電池快速充放電過(guò)程
如圖1所示，在快速充放電過(guò)程中，不論電池是處在涓流充電，恒流充電，還是恒壓充電階段，都通過(guò)采樣電阻獲取電流值，并把電流對(duì)時(shí)間進(jìn)行積分：
Q = ∫i(t) * dt
充電積分完成后，得到總電量QTOTAL ,放電過(guò)充中，把實(shí)時(shí)積分值除于總的積分量得到當(dāng)前電量百分比：
D = Q/QTOTAL * 100%
再在移動(dòng)電源自帶的液晶或者數(shù)碼顯示屏上把D顯示出來(lái)，即可。也可以通過(guò)無(wú)線方式傳輸?shù)绞謾C(jī)上進(jìn)行顯示。
作為自帶LCD顯示驅(qū)動(dòng)以及高速大驅(qū)動(dòng)PWM輸出能力的移動(dòng)電源主控SOC芯片，使得精確顯示移動(dòng)電源電量變得非常簡(jiǎn)單，LDR5409自從2014年底發(fā)布以來(lái)，已經(jīng)累計(jì)出貨超過(guò)了1000萬(wàn)顆，獲得了市場(chǎng)的一致好評(píng)。目前已經(jīng)升級(jí)到支持QC和支持USB PD的高功率移動(dòng)電源主動(dòng)芯片版本。
LDR5409移動(dòng)電源產(chǎn)品內(nèi)置庫(kù)侖計(jì)，數(shù)碼顯示驅(qū)動(dòng)，電源控制
當(dāng)然，僅僅是能夠精確顯示移動(dòng)電源電量仍然是不夠的。因?yàn)橥洺潆?，也是?dǎo)致移動(dòng)電源實(shí)用性下降的一個(gè)重要原因。如何才能夠獲得及時(shí)的提醒對(duì)移動(dòng)電源進(jìn)行充電呢？一個(gè)可行的辦法是通過(guò)藍(lán)牙通信，在移動(dòng)電源電量不足的時(shí)候，及時(shí)通過(guò)手機(jī)的主動(dòng)彈出信息提醒使用者，該給移動(dòng)電源充電了。而且，移動(dòng)電源的電量也可以在手機(jī)的APP上顯示，移動(dòng)電源本身則不需要顯示驅(qū)動(dòng)了。這些功能，LDR5409都能夠?qū)崿F(xiàn)。
