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[技术讨论] 锂电池供电产品电池过放导致的电压降低后的设备异常应如何处理?

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发表于 2021-6-25 09:10:22 | 显示全部楼层 |阅读模式
产品背景:使用3.7V锂电池供电,使用LDO将电源转换到3.3V,给片上的IC供电,片上的IC主要分为2部分,分别是MCU(工作电压范围:1.8V - 3.6V),射频IC(工作电压范围:2.8V - 3.6V)。MCU通过ADC采样电池电压,当低于3.5V时,由于LDO输出特性变差,关闭所有高功耗的功能,保持MCU以最低功耗运行。
问题描述:由于使用上的不规范,虽然电池电压达到3.5V软件关机了,但是有可能长时间不充电或者电池同时给别的高功耗设备供电,导致电池电压降低到2V-2.8V,这种情况下LDO输出的电压和输入基本相同,此时MCU还可以正常工作,但是低于射频IC的工作范围,进入异常状态。甚至说电池电压继续持续下降,低于1.8V高于0.5V,导致MCU也进入异常,后面电压恢复后并不能恢复功能。

针对这种因电池低于正常电压,并且片上设备工作电压不一致可能产生的问题,应该在硬件设计和软件设计上如何做好电池充电后的恢复机制?我有想到一点,不知道有没有其他更好的办法。
方法:MCU开启BOR(Brown Out Reset),可将电压设置在2.8V - 3.1V之间,当LDO的输出电压低于该电压,直接MCU复位,待电池电压恢复后达到BOR的上限,MCU重新启动,重新对片上的设备初始化,进入正常工作状态,同时硬件设计中要注意放置更大的电容,避免因射频工作的一瞬间3.3V跌落到BOR触发下限导致非预期的复位。

针对这一问题,在产品开发中一般采用哪种主流解决方式呢?



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发表于 2021-6-25 10:20:43 | 显示全部楼层
像手机那种,电压低到一定程度,直接禁止摄像头(主要是大功率的闪光灯)等功能运行。

你看看你的可以参考吗,过低的时候直接禁止高功率外设。
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 楼主| 发表于 2021-6-25 13:08:26 | 显示全部楼层
eric2013 发表于 2021-6-25 10:20
像手机那种,电压低到一定程度,直接禁止摄像头(主要是大功率的闪光灯)等功能运行。

你看看你的可以参 ...

感谢回复。
主题里面我也采用的是3.5V电池电压时关闭高功耗的射频IC,并且MCU的主要功能也关闭了,但是设备继续长期馈电,还是会导致掉电到2.8V以下,导致部分IC进入异常状态。
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发表于 2021-6-25 14:08:22 | 显示全部楼层
wzd5230 发表于 2021-6-25 13:08
感谢回复。
主题里面我也采用的是3.5V电池电压时关闭高功耗的射频IC,并且MCU的主要功能也关闭了,但是 ...

不可以选择断电么,就像手机一样,电量不足了直接关机。
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发表于 2021-6-25 14:21:27 | 显示全部楼层
加一个锂电池过充过放保护IC,顺便借楼问一下硬汉哥,啥时候论坛发图片可以直接拖到发送窗而不是先上传在发送
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发表于 2021-6-26 08:49:47 | 显示全部楼层
无关风月 发表于 2021-6-25 14:21
加一个锂电池过充过放保护IC,顺便借楼问一下硬汉哥,啥时候论坛发图片可以直接拖到发送窗而不是先上传在发 ...

后面有时间研究下。
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发表于 2021-6-27 03:32:40 | 显示全部楼层
1、所有功能开启前先检查供电,供电判断异常直接进入待机
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发表于 2021-6-27 03:40:27 | 显示全部楼层
1、所有功能开启前,先检查供电,供电异常直接进入待机
2、所有模块供电独立出来,并且实现可控。根据MCU的默认IO状态选择控制信号合适的LDO来为模块供电,以保证待机时候能够物理上稳定断开模块供电
3、射频模块一般都有供电管理设置,只有低于某压值持续满足一段时间后才会断电。所以一般做好电源滤波(大容值电容一个,小容值电容(根据射频频率选择)一个)
4、不正当的使用出现的问题没有任何产品可以实现完全满足功能,不必纠结,做好能做的就好了
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发表于 2021-6-27 20:08:41 | 显示全部楼层
我一般采用的方案是,先将电压升到5V,然后再降压到3.3V工作,这样电池电压即使降到2.8V,设备也可正常工作。 并采用CPU检测电池电压,小于2.7V自动关机,
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发表于 2021-7-5 11:27:29 | 显示全部楼层
标记学习下
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发表于 2021-7-5 13:57:52 | 显示全部楼层
很简单啊,选一个带ON/OFF可设置的LDO就好了啊。这种LDO一般都是低静态电流的,专门为电池设备设计的。
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