MTK手機平臺充電原理

EPT GPIO初始化文件 @bsp_gpio_ept_config.c

1 知識點總結
1.1 Official 參考充電電路
Figure 1-1 參考電路

VCHG：USB正極
VCDT：VCHG Charger Detect充電電壓檢測腳
ISENSE：充電電流檢測電阻的正極
BATSNS：充電電流檢測電阻的負極
BAT：電池正極引腳
BAT_ON：電池NTC (熱敏電阻) 引腳
RECHARGING_VOLTAGE: 回充電壓

1.2 5V充電器電壓設置
@ cust_charging.h
#define V_CHARGER_MAX       6500    // 6.5 V 充電器的電壓最大值
#define V_CHARGER_MIN       4400    // 4.4 充電器的電壓最小值
#define V_CHARGER_ENABLE     0      //1:ON , 0:OFF //充電電壓保護使能

1.3 配置電池溫度檢測相關參數
@ cust_battery_temperature_table.h
1.3.1 熱敏電阻
目前熱敏電阻有兩種規格：10K和47K；由電池工程師提供參數。
#define BAT_NTC_10 1
#define BAT_NTC_47 0

1.3.2 在配置熱敏電阻參數的同時，也要根據原理圖，配置溫度檢測上拉電阻以及參考電壓
#define RBAT_PULL_UP_R             16000 // Unit: Ohm，對應原理圖中的R311
#define RBAT_PULL_UP_VOLT          2800   // Unit: micro voltage，對應原理圖中的VBATREF

BattVoltToTemp函數就是任何將ADC讀出的電壓值轉換爲溫度值，該函數其實就是做了兩個運算，運算的原理如下圖所示。
Figure 1-2 MTK平臺NTC溫度值計算

1.4 配置充電電流
@ cust_charging.h

1.5 配置電流檢測電阻
@ cust_battery_meter.h or @ cust_charging.h
#define CUST_R_SENSE 56 // Unit: micro Ohm, 56 mOhm

該電阻的兩端是BATSNS & ISENSE。

Figure 1-3 充電電流檢測電阻

1.6 Dead Battery Voltage
@ cust_charging.h
#define V_0PERCENT_TRACKING 3410 /* 3410mV */

1.7 各溫度下最大放電容量，內阻-電壓表，放電深度-電壓表
電池充放電參數由電池工程師向電池廠家索取。目前MTK支持-10°、0°、25°、50°。
1.7.1 各溫度下最大放電容量 (Unit: mA)
@ cust_battery_meter.h

Q表示各溫度下最大的放電容量
#define Q_MAX_POS_50 1750 //Cmax, 50°最大放電容量1750 mA
#define Q_MAX_POS_25 1763 // 25°
#define Q_MAX_POS_0 1756 // 0°
#define Q_MAX_NEG_10 1726 // -10°

High Voltage:
#define Q_MAX_POS_50_H_CURRENT 1737 //Cmax_400mA, 50°最大放電容量1337 mA
#define Q_MAX_POS_25_H_CURRENT 1717 // 25°
#define Q_MAX_POS_0_H_CURRENT 1214 // 0°
#define Q_MAX_NEG_10_H_CURRENT 966 // -10°

1.7.2 各溫度下的內阻-電壓表和放電深度-電壓表
@ cust_battery_meter_table.h

Figure 1-4 ZCV curve measured SOP

Figure 1-5 Battery Voltage Measure

CAR：庫侖計
Cmax/Qmax：電池容量
DOD：Depth of Discharging，放電深度百分比
mAh：放電容量
OCV：Open Circuit Voltage，開路電壓
R (battery)：電池內阻，(V2-V1)/400mA
SOP：Standard Operation Procedure
VC (=VBAT)：Voltage of Closed Circuit，閉路電壓，Charge ADC採樣的到電壓就是閉路電壓
ZCV：Zero Current Voltage，零電流-電壓，一般指ZCV的2個表格（開路電壓-放電深度百分比，開路電壓-電池內阻）

在ZCV曲線裏面，還有一欄是電池內阻R (battery)，在cust_battery_meter_table.h裏面就是r_profile_tX[51]，那這個有什麼用呢？
公式：oam_v_ocv_1 (OCV) = vol_bat (VC) + 補償電壓（IR）。
在手機端讀取的電池電壓是vol_bat (VC)，實際電池電壓是oam_v_ocv_1 (OCV)，兩者之間由於電池特性或者充電線會有一些差異，這時候就會需要一個補償電壓來讓手機端顯示百分比更準確，這就是R (battery) 的作用。

Figure 1-6 MTK OCV和SOC計算原理

線性插值方法具體原理如下圖。
Figure 1-7 Linear Interpolation Method

從電池供應商表格中提取 R-OCV 對應溫度的r_profile_tX[51]數組
從電池供應商表格中提取DOD-OCV到對應溫度的battery_profile_tX[51]數組中
注意數組的元素個數都要一致。
系統開機後，會利用預先測得的分佈在-10、0、25、50攝氏度下的 ZCV 表，結合真實溫度，動態重構一張當前溫度下的ZCV 表格，重寫TEMPERATURE對應預留的空ZCV數組battery_profile_temperature[51]

假如產品的電壓範圍設置在4.2V - 3.4V，並且該電壓範圍對應的容量大小是2000mA，則每個百分點就是20mA。

1.8 充電算法
@ cust_battery_meter.h
考慮接觸點電阻，電池接觸點處一般會有20~40 mOhm的電阻，這個阻值在大電流 (1.5-2A) 充電的時候，會對充電算法有一定的影響。所以在調試的時候要考慮這個電阻的存在，尤其是大電流充電的時候。在函數mtk_imp_tracking中計算開路電壓 (OCV)的時候，可以通過宏定義FG_METER_RESISTANCE的調整去補充這個接觸點電阻。

2 Documents
《Battery_Charging_Introduction_for_Customer_V1.0.pdf》
《Battery_Customer Document_MT65xx.pdf》
《Fuel_Gauge_introduce.pdf》
《Fuel_Gauge_Application_Notes_V1.0.pdf》
《Fuel_Gauge_Battery_ZCV_Table_Test_SOP_V1.0_20120716.pdf》

3 DOD-OCV的百分數excel計算法
3.1 excel
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