在锂电池中如何实现运输节电模式？

本文将介绍什么是运输节电模式，以及如何在产品中使用此功能来供应最佳用户体验。虽然本文重要将使用德州仪器电池充电管理集成电路作为示例，但您可将这些概念应用于正在开发的任何低功耗系统。

图1：拉动电池供电产品上的拉片

什么是运输节电模式，为何要它?

运输节电模式是产品消耗最低电池电流的状态。消费者希望在购买电池供电产品后能够立即使用它们。这意味着电池在运输期间和保质期内必须保持一定容量，这可能要几个月甚至更长时间。

锂离子电池已成为设计师的热门选择，因为它们可充电、支持高功率要求且极其轻便。但是，与非充电电池不同，您不能在使用锂离子电池的产品上放置塑料拉片。因此出于安全考虑，您希望防止使用这些电池。这意味着我们要找到替代解决方法，以便在处于通断状态的产品中实现运输节电功能。

您可能想了解为何当运输节电只发生一次时您就应该关注运输节电模式，但这并不完全正确。运输节电模式是产品消耗最低静态电流的状态，同时等待用户按下按钮导通产品。例如，德州仪器的BQ25120A主动监控待插入的适配器或按钮输入，同时消耗2nA的典型电流。

我们经常建议设计人员在产品即将出厂装箱、产品正在使用且电池电量不足、以及产品正在使用且用户想关闭产品时执行运输节电模式。

BQ25120A系列产品充电器的运输节电模式使用按钮接口实现，如图2所示。按钮输入(/MR)在内部上拉至VBAT管脚。当器件处于运输节电模式且用户按下/MR按钮时，产品将退出运输节电模式。

您无需在此管脚上使用电容，因为信号在内部已消除故障，但通常其在某些原理图中可见。若开关暴露给用户，您可选择使用瞬态电压抑制二极管进行保护。/MR管脚上的低电压读数转换为按下按钮动作。连接到微控制器(MCU)以驱动/MR管脚时要小心，因为/MR管脚上的电压被拉至电池电压本身。通常采用N通道金属氧化物半导体来模拟无按钮系统中MCU的按压动作。

图2：/MR管脚上的内部上拉

当产品即将装箱时，EN_SHIpMODE命令通过I2C发送，器件等待进入运输节电模式，直至VIN(充电器)断开，如图3所示。

图3：厂生产线运输节电模式图例

我看到生产线上存在很多挑战。在实验室中运行很有效，但在一条生产线上每小时生产几百种产品时，这可能是另一回事。产品处在夹具上，若VIN适配器未弹回，装配工无法正确拉出产品。当VIN看似重新插回时，充电器将退出运输节电模式。这种情况下，如何确保产品处于运输节电模式?

答案很简单：VIN存在时，设置EN_SHIpMODE命令。一旦产品离开为VIN供电的夹具，将/CD管脚抬升，以执行运输节电模式命令，且在装箱前将器件置于运输节电模式，如图4所示。在所有这些序列中，/MR被推动，以显示该器件确实进入了运输节电模式。

图4：一家带有弹性适配器的厂中的运输节电模式图例

当产品电池电量不足时，通常最好的掉电方式是保留一些备用容量，然后进入运输节电模式。当用户按下按钮时，器件可以读取电池电量。若电池电量过低，产品可能会显示警告并返回到运输节电模式，如图5所示。例如，使用BQ25120A时，可使用单个寄存器写入发送运输节电模式命令，如图6所示。

图5：产品唤醒程序

图6：通过I2C命令进入运输节电模式

此外，要创建电源通断按钮，您仍然可使用/MR管脚，通过配置MRREC寄存器以进入运输节电模式，并编程按钮的持续时间，以确定要保持低电平的时长;您刚刚创建了一个断电按钮。若要重新唤醒，请再次按下按钮，如图7所示。

图7：电源通断按钮

希望本文能让您了解如何使用充电器上的某些功能，并准备好在您的下一个产品中实现运输节电模式!如有任何问题，请访问德州仪器在线支持社区论坛。