快充 IC BQ25896 的 ICO (input current optimizer)

ICO (input current optimizer)

手機接上 adapter 後，

手機裡的 charger IC bq25896 開始向 adapter 抽取 current 供給 battery 充電 及 系統消耗，( 這裡的電路圖是假設 adapter 直接接到 charger IC bq25896 )

每個 adapter 都有其負載能力的限制，

如：

有些可供

5V / 1A，

5V / 2A，

5.2V / 1.5A，

..........

倘若 手機接上 5V / 1A adapter，

手機裡的 bq25896 抽取 0.5A，0.5A 在範圍內，adapter 運作正常，

手機裡的 bq25896 抽取 2A，2A 超出範圍外，adapter 運作不正常，

這時 adapter 給手機的 Voltage，也就是 adapter 的 Vout，也就是手機裡的 charger ic bq25896 Vbus 就會往下掉，

有可能從 5V 掉至 3V，

然而手機裡有一個PMIC（power management ic）， 有 UVLO 的 功能，會去偵測 Vbus，當 Vbus 小於 UVLO 的 setting後，手機會做些安全處理，譬如：disable charging，pop up warning message，.....

這不是正常行為，

為了避免這種狀況發生，

TI 實作了 ICO feature。

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Automatic ICO detection after increase in charge current with V(BAT) > VMINSYS

當 enable ICO ( ICO_EN，Reg : 0x02，Bit : 0x04，Value : 1 ) 後，

1。bq25896 的 IDPM_LIM 會減少至 500 mA，

（此時的 input current 不能大於 500 mA 才會在 IDPM_LIM 顯示 500 mA，若 input current 大於 500 mA，

則會顯示實際 input current 的 mA）。

2。這時手機 system 慢慢加大 loading 或是 增大給 battery 的 ICHG，

adapter 的 Iout，也就是手機裡的 bq25896  Ibus，也會相對應的增加，這時的 IDPM_LIM 也會慢慢地增加，也就是會反應 bq25896 的 Ibus，

而 Vbus 會往下降。

3。而 Vbus 會往下降，碰觸至 VINDPM  ( VINDPM，Reg : 0x0D，Bit : 0x00 ～0x06 )，

也就是降到最低值，

( VDPM_STAT，Reg : 0x13，Bit : 0x07 ) 從 0 變為 1，

這時的 IDPM_LIM 就是 VINDPM 所對應的電流量，

但 此刻的 IDPM_LIM 值 還不是最終電流限制值，

最終電流限制值是此刻的 IDPM_LIM 再減一點，也就是 IDPM_LIM = IDPM_LIM - 一點點，（至於減多少，spec 是沒有講，上圖是降約 100 mA，但實驗數據是約 40 mA，以 10 mA 慢慢加載。）

這時  IDPM_LIM 才是 最終電流限制值，

VIMDPM_STAT 會從 1 變為 0, 原因是 IDPM_LIM 減少了一點點，因而 input current limit 降低了一點點，手機從 adapter 拉出來的電流也減少了一點點，因而 adapter 的 Vout 再回升一點點， adapter 的 Vout 比 VIMDPM 高一點點。

IDPM_STAT 會從 0 變為 1，原因是 從 adapter 拉了一個碰至 VIMDPM 的 Ibus，而後將 IDPM_LIM 減少一點點，因而 Ibus 頂到 IDPM_LIM，所以 IDPM_STAT 從 0 變至 1。

4。 ( ICO_OPTIMIZED，Reg : 0x14，Bit : 0x06 ) 會顯示 1，代表 input current 已優化完成。

問題：有時 charger 不能 reset ico 的功能，現象是 IDPM_LIM 不能回到 500 mA。

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Automatic ICO detection after increase in charge current with V(BAT) < VMINSYS

1。spec 上是寫說將 input current 設為 和 IINLIM 一樣的 電流，

input current 設成 1.5 A 後 （不論是慢慢或是突然拉），每次 IINDPM 動作的電流值都比 1.5A 小了許多，一直想不出原因，

看了許久，spec 上後面接了一句話，IINLIM 的值會由 VIMDPM loop 設成一個較小的值，再比對實驗後，

spec 上後面這句應該翻成，實際動作的 IINLIM 值，會由 VIMDPM loop 決定，且值會較小。

2。當頂到了 VIMDPM 及 IINDPM 後，

input current 慢慢減小，直到 離開 VINDPM status。

3。IDPM_ILIM 會被更新成 limit current value。

4。ICO_OPTIMIZED 會被設為1。

在實驗過程中，

會發現，

VINDPM status 會被設成 1，然後變0，

接著 IINDPM status 及 ICO_OPTIMIZED 都會被設為1。

但有時 VINDPM status 沒有被設為1 ，

而是直接 IINDPM status 及 ICO_OPTIMIZED 都會被設為1。

我在猜想應該是應用程式來不顯示 bit value，

於是將 ICO disable，加大電流，觀察 register，

VINDPM status 是會先設定，所以應該是 應用程式 來不及顯示其值。

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Forced ICO Detection 只有 ICO_EN = 1 才有發生效用，然後 ico_optimized = 0，

Vbat 不論大於或小於 Vminsys，Forced ICO Detection 都是有作用的，

並不是像 spec 只有附上 Vbat > Vminsys，會讓人誤會 只有 Vbat > Vminsys， Force ICO Detection 才有enable，

（英語長進： Forced ICO Detectioon With V(BAT) > VMINSYS，還有 Forced ICO Detectioon With V(BAT) < VMINSYS，只是沒寫，別掉入自己的陷井，沒寫不代表沒有喔！)

上圖看到的階梯式 current wave，那不是 charger ic 自動產生的，那是 tester 自行加上的 loading。

1。一旦啟動 Forced ICO，charger ic 會 disable charging 10ms，並使用 10mA sink current 在 battery，

若 Vminsys > Vbat，10 mA 會流進 battery，

若 Vminsys <= Vbat，10mA 不會流進 battery，

藉由 10mA 判斷 Vminsys Vbat 大小關係。

2。Vbat > Vminsys 有 disable charging 10 ms，

Vbat < Vminsys 沒有 disable charging 10 ms，

接下來的動作，就依照前述 Vminsys > Vbat 及 Vminsys < Vbat 的 處理方式，

為什麼會取名為 Forced ICO 呢？

取為 reset ico 不是較合適嗎？ （依以上實驗結果動作來看）

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以下是在講解 ico 何時會再重新 重新執行 ico （除了 forced ico），

及 bq25890/5x 若偵測到 dct/hvdcp 則 ico 會自動執行。

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小結：

目前尚不理解，Vbat < Vsysmin，Vbat > Vsysmin 兩種狀況的處理方式 為什麼要不同，

實際的實驗數值僅差了 50 mA。

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感謝 TI enginer 的解釋，

終於知道為什麼 Vbat < Vsysmin，Vbat > Vsysmin 兩種狀況的處理方式 不一樣。

在 Vbat > Vsysmin 時，

Vbat 有足夠的能量提供給 system ，

充電器在偵測時就不用提供給 system，

所以在執行 ico 時，

充電器就可以慢慢地被手機抽電流偵測最大的電流量。

在 Vbat < Vsysmin 時，

Vsysmin 的定義是，當 Vbat < Vsysmin，接上充電器，提供給 system 至少要多少 V，

所以 充電器 會被抽電流來提供給 system，

因此，Ibus 一開始就會非常大（前提是 system 要吃載）。

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Reference : http://www.ti.com/lit/an/slva812/slva812.pdf

若有錯誤請不吝指導，將會修改錯誤地方，