Tweety na temat @windowsmaniapl
r   e   k   l   a   m   a
  • Sponsor

  • Napięcia i procesy ładowania na przykładzie Lumii 820


    Ładowanie telefonu a bardziej baterii to do dziś wrażliwy temat, mowa o stosowaniu lub nie operacji formowania baterii. Nie zagłębiając się zbytnio i nie zanudzając was przed głównym tematem zamieszczam informację z dokumentacji Lumii 820:
    For good operation times, discharge the battery from time to time by leaving the product switched on until it turns itself off (or by using the battery discharge facility of an
    Na wstępie należy zaznaczyć, że pojemność zainstalowanej baterii nie wpływa na wartości napięć występujących w tym samym modelu. Ale wartości mogą ale nie muszą się różnić gdy porównamy kilka z nich.
    Zacznę od najważniejszego. Jak wiemy nominalne napięcie baterii to 3.7V. Możemy również wyróżnić minimalne i maksymalne napięcia a wygląda to następująco w Lumii 820:

    minimalne napięcie baterii 3.245V
    nominalne napięcie baterii 3.7V
    maksymalne napięcie baterii (również w trybie szybkiego ładowania) 4.348V

    Powyższe wartości dotyczą sytuacji kiedy telefon funkcjonuje normalnie czyli jest włączony.
    Ciekawa rzecz to o czym niewiele osób wie, że istnieją różne napięcia dla prawidłowej pracy HW jak i SW. SW oznacza kontrolę gospodarowania energii przez oprogramowanie a HW programowalny regulator TK. Zacznę od tego drugiego:

    wyłączenie SW w trybie rozmowy następuje przy 3.1V
    wył. SW w trybie bezczynności przy 3.2V

    Patrząc na drugą wartość można przyjąć, że włączenie telefonu nastąpi gdy napięcie baterii będzie przynajmniej wynosiło 3.2V. Kolejną ciekawostką jest fakt gdy bateria jest kompletnie rozładowana to w tedy proces ładowania prądem stałym 100mAh kontroluje specjalny blok aż napięcie przekroczy (VMSTR+) 2.1V ± 0.1 (patrz poniżej)

    Napięcia pracy dla HW

    gdy bateria rozładowana i trwa ładowanie aktywacja HW następuje przy 2.1V ± 0.1
    a gdy napięcie spadnie poniżej 1.9 ± 0.1 HW się dezaktywuje

    Po osiągnięciu VMSTR+ kontrolę nad ładowaniem przejmuje HW monitorując przy tym
    temperaturę baterii poprzez BSI (termistor w budowany w baterię) prądem nie mniejszym niż 150mAh. Gdy osiągnie napięcie SW 3.2V w tedy to on przejmuje proces ładowania aż do pełnego naładowania.

    Należy dodać, że baterie Li-Ion posiadają wbudowane zabezpieczenie, które uniemożliwia im spadek napięcia poniżej 2.8V więc można przyjąć, że metoda ładowanie prądem stałym przy wyłączonym HW praktycznie nie jest wykorzystywana.

    Ładowanie baterii

    Kupiliśmy nowy telefon, dostarczona ładowarka w zestawie sugeruje nam że maksymalny oferowany przez nią prąd 800mA, 1A czy nawet 1.3A? dla nowych Lumii WP8. Te ostatnie to nic nowego, stare poczciwe N82 posiadały już taką ładowarkę w zestawie o prądzie 1.2A. Oczywista odpowiedź na pierwsze pytanie to NIE.
    Proces ładowania podlega kontroli układowi ładowania, który wymaga zewnętrznych podzespołów do ochrony przepięciowej EMC. W urządzeniach Windows Phone ładowanie odbywa się przez port USB, w nowych Lumiach z obsługą QI czyli bezprzewodowego ładowania cewka jest bezpośrednio połączona w ten sam węzeł co port USB. Dodatkowo co ważne cześć energii przekazywanej przez ładowarkę indukcyjną jest spożytkowana na zasilanie regulatora samej cewki. Dlaczego? Gdy rozładowana Nokię położycie na ładowarce bezprzewodowej to bez problemu proces ładowania zostanie zainicjowany.
    Wracając do samego procesu ładowania, na starcie prąd ładowania czy to z ładowarki sieciowej czy z portu USB komputer wynosi 100mA gdy napięcie baterii jest nie mniejsze niż 3.2V. W tym punkcie należy napomnieć, że telefon przy uruchomieniu pobiera impulsowo ponad 0.5A! Dlatego w sytuacji gdy bateria jest pusta taki prąd zwiększa się do 300mA do progu osiągnięcia napięcia EM_SW 3.2V.
    Po włożeniu baterii regulator HW monitoruje jej stan i sprawdza czy po wciśnięciu POWER napięcie będzie wystarczające do uruchomienia telefonu. Jeśli nie, proces przejdzie w stan SLEPP po obserwacją watchdog.
    Proces ładowania prądem do 500mA podlega kontroli RENO (układowi ładowania) by po przekroczeniu tego progu zostać przejęty przez sam procesor aż do wartości maksymalnych dostępnych z daną ładowarką. Jak dobrze wiecie maksymalne dostępne prądy ładowania mogą wynosić:
    port USB komputera : 500mA
    ładowarka bezprzewodowa: 750mA
    ładowarka sieciowa: 1300mA

    W rzeczywistości możecie posiadać komputer z opcją dublowania prądu wyjściowego z jednego portu USB lub możecie wykorzystać podwójny kabel USB dla zapewnienie prądu na wyjściu rzędu 1A. Sam prąd ładowania nigdy ale to nigdy nie wyniesie tyle ile widnieje na tabliczce znamionowej samej ładowarki. Oczywiście wartości będą zbliżone ale tylko w określonych warunkach. Jakich?
    W stanie spoczynku smartfon potrafi pobierać z baterii od 80mA do 150mA z systemem Windows Phone w zależności od podświetlania ekranu, poziomu sygnału czy pozostałych funkcji w telefonie. Gdy ogniwo jest rozładowane to podłączony kabel USB z komputera to średnio 470mA prądu ładowania na starcie ale z biegiem czasu stan naładowania baterii wzrasta wyniki wyglądają następująco:
    Praca ciągła po uruchomieniu z wyłączonym ekranem
    przy poziomie naładowania mniej niż 50% to 450mA
    przy poziomie naładowania mniej niż 70% jest w zasadzie stała i wynosi 430mA
    od 70% zaczyna maleć i przy 90% to już tylko 350mA

    To był wykaz dla prądu ładowania z portu USB. W przypadku ładowania przez ładowarkę sieciową proporcje prądów mogą pozostać takie same ale brakuje start czy też prądów potrzebnych do potrzymania sesji USB. Mimo zapasu energii 500mA to normalna wartość ładowania i bez zbędnego obciążenia nic się nie zmieni. Dla przykładu poniższe modele Nokii pobierają według producenta w trakcie rozmowy GSM:

    Lumia 510 - 650mW
    Lumia 610 - 680mW
    Lumia 620 - 346mW
    Lumia 710 - 710mW
    Lumia 800 - 790mW
    Lumia 820 - 740mW
    Lumia 900 - 770mW
    Lumia 920 - 740mW

    Jak widzicie zapotrzebowanie na energię może być różne dla poszczególnych modeli. To dane producenta dla rozmowy GSM a jak wiecie serfowanie po sieci wykorzystując połączenie 3G może nie dość że zagrzać waszego smartfona to jeszcze szybko potrafi opróżnić baterię. Do powyższych więc wartości należy dodać pobór prądu systemu od 80mA do 150mA a także podwyższoną wartość poboru prądu przez procesor Qualcomma z racji rozmowy 3G, około 65mA. Producent nie określa wszystkich możliwości wykorzystania komórki w tym samym czasie dla wielu funkcji ale łatwo się domyślić, że dodatkowe funkcje uruchomione w tle czy pobieranie aplikacji lub map może generować podwyższony pobór energii dla którego górna granica prądu ładowarki może okazać się w sam raz. Tekst oczywiście dotyczył urządzeń Nokii bo w kręgu takowych się obracam ale poniższe zestawienie z parametrami LG Opimus 7 czy Quantum.
    Oba bliźniaczo podobne modele pod względem HW mają także te same aspekty ładowania i co dla niektórych może to wydać się bardzo nudne i niepotrzebne ale dla tej drugiej garstki wariatów jak Ja warto było to spisać.
    Układ PM7540 umożliwia zmianę ustawień w locie parametrów ładowania zależnie od sytuacji. Mam na myśli stan bezczynności, rozmowa głosowa czy też sytuację w której telefon jest wyłączony. Ku mojemu zdziwieniu w przeciwieństwie do Nokii, LG umożliwia naładowanie opróżnionej baterii o napięciu pomiędzy 1V – 3V specjalnym trybem ładowania o natężeniu 80mA. Tryb ten inicjowany jest automatycznie więc gdy odkurzycie swojego LG po długim czasie istnieje duże prawdopodobieństwo, że odrodzi się bez potrzeby wymiany baterii.
    Po włożeniu baterii sprawdzane jest napięcie VBAT i zależnie od sytuacji, gdy:
    VBAT<1V – bateria martwa bez możliwości uruchomienia
    1V – opróżniona bateria ale wciąż dobra. Ładowanie prądem 80mA do osiągnięcia napięcia ponad 3V.

    Normalny cykl ładowania może trwać do 3h zależnie od źródła prądu w tym wypadku portu USB komputera z maksymalną stałą wartością (domyślną) 500mA do czasu aż napięcie VBAT nie osiągnie 4.2V

    Podsumowanie:
    maksymalne napięcie baterii 4.2V
    maksymalny prąd lądowania (ładowarka sieciowa) 1000mA
    nominalna pojemność baterii 1500mAh
    maksymalny czas ładowania 3h
    prąd podtrzymujący wynosi 50mA gdy wskaźnik ładowania zatrzyma się

    W razie niejasności (a bedą takowe?) chętnie rozwieję wasze niejasności


    Dzięki Potok666 za inspirację!
    Ten artykuł został oryginalne opublikowany na forum: Napięcia i procesy ładowania na przykładzie Lumii 820 rozpoczął djtonka Zobacz oryginalny post
Kontakt
administracja[at]windowsmania.pl

Kopiowanie zawartości strony bez zezwolenia zabronione
Dołącz do nas