基于MTK平台改进的低功耗双节锂电池系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于MTK平台改进的低功耗双节锂电池系统，包括PMIC电源管理芯片U1、电池组，PMIC电源管理芯片U1包括VSYS系统供电输入模块、库仑计模块、电池电压检测模块VBATSENSE与开关机按键模块POWKEY；电池组负极接地，电池组正极与VSYS系统供电输入模块之间连接有DC/DC模块U5，电池组正极与开关机按键模块POWKEY之间连接有低功耗模块U4，其还与DC/DC模块U5使能端相连，开关机按键模块POWKEY接地；电池组的正极与电池电压检测模块VBATSENSE之间连接有运放模块U3；库仑计模块中的两根SENSEP信号引脚分别与电池组负极和系统中的地线端相连。系统中的地线端相连。系统中的地线端相连。

【技术实现步骤摘要】
基于MTK平台改进的低功耗双节锂电池系统


[0001]本技术涉及一种小型终端设备的锂电池供电系统，具体涉及基于MTK平台改进的低功耗双节锂电池系统。

技术介绍

[0002]MTK平台的开机方式主要分为以下两种情况：
[0003]1.充电端口VCHG插入，系统会唤醒开机。
[0004]2.控制开关S1合上后接地3秒，系统开机。
[0005]上述两种开机方式，主要是通过系统电源管理芯片U1来实现主要功能。当系统关机时，系统电源管理芯片U1中的开关机按键模块POWKEY，系统供电输入模块VSYS，电池电压检测模块VBATSENSE都存在有电源输入，会消耗少量电流。
[0006]MTK平台整体的电源框架基本都是根据单节锂电池的方式来设计的，如图1所示，且系统电源管理芯片PMIC中电池电压检测端口的绝对最大额定值(Absolute Maximum Rating)不超过4.5V，同时由于单节锂电池电压范围在3.45V～4.35V之间，而双节锂电池电压范围则在6.7V～8.7V之间，因此目前大部分MTK平台设计上来说基本不适配双节的高压锂电池。

技术实现思路

[0007]为了解决上述问题，本技术提供了一种能够适配双节锂电池设计，同时减少系统关机时漏电损耗，以延长设备电池使用寿命与设备待机时间的基于MTK平台改进的低功耗双节锂电池系统。
[0008]为了到达上述目的，本技术设计的基于MTK平台改进的低功耗双节锂电池系统，包括PMIC电源管理芯片U1、电池组、控制开关S1、电量检测电阻R1、DC/DC模块U5、运放模块U3与低功耗模块U4；
[0009]所述PMIC电源管理芯片U1包括用于给系统内子模块供电的VSYS系统供电输入模块；
[0010]用于计算电池组电量的库仑计模块；
[0011]用于检测电池组电压大小值以及辅助库仑计模块进行电量计算的电池电压检测模块VBATSENSE；
[0012]用于控制系统启动和关闭的开关机按键模块POWKEY；
[0013]所述电池组负极通过电量检测电阻R1接地，所述DC/DC模块U5的输入端与电池组的正极相连，DC/DC模块U5的输出端与VSYS系统供电输入模块相连；电池组的正极与低功耗模块U4的输入端相连，低功耗模块U4的输出端与开关机按键模块POWKEY相连，且低功耗模块U4还与DC/DC模块U5的使能端相连，所述开关机按键模块POWKEY通过控制开关S1接地；电池组的正极与运放模块U3的正向输入端相连，运放模块U3的输出端与电池电压检测模块VBATSENSE相连；所述库仑计模块中的SENSEP信号引脚与电池组的负极相连，库仑计模块中
的SENSEN信号引脚与系统中的地线端相连。
[0014]上述方案中通过DC/DC模块U5的设置，电池组中的高电压通过降压后输出稳定的电压到VSYS系统供电输入模块，以确保系统稳定的运行，通过低功耗模块U4的设置降低关机漏功耗，以提高电池电压的耐用程度，延长设备的待机时间，通过运放模块U3的设置，降低电池组的电池电压，从而通过电池电压检测模块VBATSENSE可以直接检测电池组的电池电压，无需通过外部电阻分压的方式，采样电池组中单节电池的电池电压，通过库仑计模块检测电量检测电阻R1两侧的电压，来计算流过电池组的净电流大小。
[0015]进一步的方案是，所述的运放模块U3包括运算放大器A1、电阻R2、电阻R3与电阻R4，所述电池组的正极与运算放大器A1中的同相输入端之间通过电阻R2连接，运算放大器A1中的同相输入端通过电阻R3接地，运算放大器A1中的同相输入端与运算放大器A1的输出端之间通过电阻R4连接，运算放大器A1中的反相输入端与运算放大器A1的输出端相连，运算放大器A1的输出端与电池电压检测模块VBATSENSE相连。
[0016]上述方案中通过运算放大器A1的同相输入端、电阻R2与电阻R3采样电池组中电池电压的二分之一，将运算放大器A1的输出端直接与电池电压检测模块VBATSENSE相连，从而利用运算放大器A1输入阻抗无穷大，输出阻抗无穷小的特性，来规避通过电阻R2与电阻R3直接采样上述电池组二分之一的电池电压时，可能出现由于电池电压检测模块中的ADC管脚内部本身设有的分压电阻，影响其分压精度的情况。
[0017]更进一步的方案是，所述的低功耗模块U4包括PMOS管Q1、二极管D1、二极管D2、二极管D3与二极管D4，所述电池组的正极与PMOS管Q1中的源极相连，PMOS管Q1中的栅极与二极管D2的正极相连，二极管D2的负极与二极管D3的负极相连，且二极管D2的负极与二极管D3的负极之间外接控制开关S1，二极管D3的正极与开关机按键模块POWKEY相连，所述PMOS管Q1中的漏极与二极管D1的正极相连，二极管D1的负极与DC/DC模块U5中的使能端相连，DC/DC模块U5中的使能端还与二极管D4的负极相连，二极管D4的正极与系统中的开机默认输出高电平的GPIO端口相连。
[0018]上述方案中通过控制PMOS管Q1、二极管D1、二极管D2、二极管D3与二极管D4的通断，来优化系统关机时的漏功耗，其中，二极管D4的负极连接DC/DC U5的使能端，二极管D4的正极连接系统中的开机默认输出高电平的低功耗模块GPIO端口用于控制DC/DC模块U5的工作状态，同时确保DC/DC模块可以稳定的运行。
[0019]更进一步的方案是，所述的低功耗模块U4还包括上拉电阻R5，所述PMOS管Q1中的源极与PMOS管Q1中的栅极之间连接上拉电阻R5。
[0020]上述方案中通过上拉电阻R5释放栅极电荷，提高开关频率。
[0021]更进一步的方案是，所述的二极管D1、二极管D2、二极管D3与二极管D4均采用肖特基二极管的设置。
[0022]上述方案中通过采用肖特基二极管设置的二极管D1
‑
D4在相同电流的情况下，其正向压降远小于普通二极管，从而进一步降低了检测电路的功耗。
[0023]更进一步的方案是，所述的检测电路还包括有升压充电芯片U2与充电器插口VCHG，所述升压充电芯片U2的输入端与充电器插口VCHG相连，升压充电芯片U2的输出端与电池组的正极相连。
[0024]上述方案中通过采用升压充电芯片方式设置的升压充电芯片U2提供误插高压保
护、USB热插拔尖峰保护与快充充电接口VCHG损坏异常高压保护的功能，进一步确保系统可以稳定开机和工作，同时还可在电池电量不足的情况下，为电池组供电。
[0025]更进一步的方案是，所述的电池组由两个锂电池串联而成。
[0026]本技术所设计的基于MTK平台改进的低功耗双节锂电池系统，将PMIC电源管理芯片U1中VSYS系统供电输入模块与DC/DC模块U5连接，通过DC/DC模块U5进行电压转换，将由两个电池串联成的电池组降压到4V左右，为PMIC电源管理芯片U1中VSYS系统供电输入模块提供稳定输入电源；
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于MTK平台改进的低功耗双节锂电池系统，包括PMIC电源管理芯片U1、多个电池串联而成的电池组、控制开关S1、电量检测电阻R1、DC/DC模块U5、运放模块U3与低功耗模块U4，其特征在于，所述的PMIC电源管理芯片U1包括用于给系统内子模块供电的VSYS系统供电输入模块；用于计算电池组电量的库仑计模块；用于检测电池组电压大小值以及辅助库仑计模块进行电量计算的电池电压检测模块VBATSENSE；用于控制系统启动和关闭的开关机按键模块POWKEY；所述电池组的负极通过电量检测电阻R1接地，所述DC/DC模块U5的输入端与电池组的正极相连，DC/DC模块U5的输出端与VSYS系统供电输入模块相连；电池组的正极与低功耗模块U4的输入端相连，低功耗模块U4的输出端与开关机按键模块POWKEY相连，且低功耗模块U4还与DC/DC模块U5的使能端相连，所述开关机按键模块POWKEY通过控制开关S1接地；电池组的正极与运放模块U3的正向输入端相连，运放模块U3的输出端与电池电压检测模块VBATSENSE相连；所述库仑计模块中的SENSEP信号引脚与电池组的负极相连，库仑计模块中的SENSEN信号引脚与系统中的地线端相连。2.根据权利要求1所述的基于MTK平台改进的低功耗双节锂电池系统，其特征在于，所述的运放模块U3包括运算放大器A1、电阻R2、电阻R3与电阻R4，所述电池组的正极与运算放大器A1中的同相输入端之间通过电阻R2连接，运算放大器A1中的同相输入端通过电阻R3接地，运算放大器A1中的同相输入端与运算放大器A1的输出端之间通过电阻R4连接，运算放大器A1中的反相输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：董晓倩，郑浩斌，朱昌赛，徐修山，
申请(专利权)人：宁波麦度智联科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：