电池管理及监控设计

werStatusEx函数调用关系图：

图3 BatteryAPIGetSystemPowerStatusEx函数调用关系图

5. CalcMainBatteryVoltage获取电池电压值

　　Bq26220通过BAT端口检测电池电源，并且通过寄存器BATH-BATL传递给上层。这个BATH（地址＝0x72--从第0比特到第2比特）和BATL低比特寄存器（地址＝0x71--从第0比特到第7比特）包含电池电压经过ADC转换后的结果。这个电压以11比特、2.44mV为步长、并带有LSB的二进制形式表达出来。BATH寄存器的第3比特代表MSB，BATL的第0比特代表LSB。最大电压测量范围为5V。

　　BATH寄存器的第3比特到第7比特存储电压ADC后的偏移量信息，这个最重要的信息比特是在4比特（第3比特到第7比特）偏移数据后的标记比特。

　　LSB获取修正因子，以μV为单位，主控制器负责通LSB 获取修正因子和偏移量来测量ADC后的电压值。下面是计算公式：

正确的＝VBAT×（2.44＋LSB修正因子）－偏移量

计算举例如下：

例如：如果真实的LSB＝＋2.45mV，偏移量＝＋80mV

计算正确的VBAT：

LSB修正因子＝＋10μV＝0.001 mV

偏移量＝＋10 ×8mV＝80 mV

正确的＝VBAT×（2.44＋0.01）－80

程序具体实现流程如下图4：

图4 CalcMainBatteryVoltage函数流程图

6. 电池电量计算方法

　　原来电池电量百分比显示的其实是电压百分比。可是硬件方面测试发现，电池电量和电池电压并非成简单的线性关系，因此需要分区间进行百分比的转换校正。常温下，我们设备获得的电池电压和电量曲线大致如下(图5)：

图5 电池电压和电量的关系图

　　在驱动程序中创建了一个为16个字长度的环形缓冲区，采样点数增加为16个，这样可以增加对采样结果的可靠性。电池电压采样值even_samp为16个采样值的和去掉一个最大值和一个最小值后再取平均值。

　　在我们的移动终端设备中，电池的最大电压为559(4.10V)，最小电压为455(3.30V)，以图5中的两条虚线作为区间的分界线，可分为4.10V~3.80V，3.80V~3.60V，3.60V~3.30V这三个区间，对电池电压值进行分区间的处理，三个区间上的曲线斜率近似为：

4.1V～3.80V：Kl=(100－70)／(4.10－3.80)
3.80V～3.60V：K2=(70－20)／(3.80-3.60)
3.60V～3.30V：K3=20／(3.60－3.30)
4.10V～3.30V：K=100／(4.10－3.30)

　　在进行电池电量百分比的转换时，当我们获得在559~455区间内的采样值后，首先获得原来的百分比值voltage_percent= (even_samp－455) * l00/(559－455)。然后针对不同的区间进行相应的调整，得到的电量百分比分别为：

4.10V～3.80V：voltage_ercent+=(4.10－even_samp * 7.5/1024)×(K－K1)
3.80V～3.60V：voltage_percent+=(3.80－even_samp * 7.5/1024)×(K－K2)
3.60V～3.30V：voltage_percent－=(even_samp－3.30V * 7.5/1024)×(K－K3)

　　通过对以上三个区间的分别处理，这样就获得了相对正确的电池电量[4]。

7. 小结

　　本文介绍了在Windows CE系统中,基于电池充电管理芯片bq24032A和电池监控芯片bq26220芯片的电池驱动的实现。主要介绍了电池电压的获取和电池电量的计算方法。对电池管理提供了很好的借鉴。

参考文献：
[1] TI公司关于电池管理芯片bq24032A的资料
[2] TI公司关于电池监控芯片bq26220的资料
[3] 傅曦.Windows CE 嵌入式开发入门--基于Xscale架构[M] 北京.人民邮电出版社，2006 :227-230.
[4] 杨明．军用手持仪器剩余电置的实时预测D]．电子质量．2005．

作者介绍 :

杨涌（1979-），男(汉族)，重庆人，硕士研究生，主要研究方向：嵌入式系统开发;
谢显中(1966-)，男(汉族)，四川人，博士，现为重庆邮电大学教授，移动通信学术带头人，信息产业部/重庆市移动通信重点实验室主任，目前主要从事移动通信技术方面的科研与教学工作。
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