<p><em>作者：德州仪器Gautham</em></p>
<p>您是否有印象，许多电池供电的电子玩具在电池上有一个小型塑料拉片（如图1），将其拉下后这些玩具才开始动起来？这是关闭电池至产品有源电路的连接的一种方式，且是最早的一种“运输节电模式”。 </p>
<p>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提供最佳用户体验。虽然本文主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。</p>
<p><img alt="拉动电池供电产品上的拉片" data-entity-type="file" data-entity-uuid="9f8ddf4b-cfc1-49ad-9b6a-f59cc0b0a401" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE%201%EF%BC%9A%E6%8B%89%E5%8A%A8%E7%94%B5%E6%B1%A0%E4%BE%9B%E7%94%B5%E4%BA%A7%E5%93%81%E4%B8%8A%E7%9A%84%E6%8B%89%E7%89%87.jpg" /></p>
<p><em>图 1：拉动电池供电产品上的拉片</em></p>
<p><strong>什么是运输节电模式，为何需要它？</strong></p>
<p>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，这可能需要几个月甚至更长时间。 </p>
<p>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，您希望避免使用这些电池。这意味着我们需要找到替代解决方案，以便在处于通断状态的产品中实现运输节电功能。</p>
<p>您可能想知道为何当“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2 nA的典型电流。</p>
<p>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实施运输节电模式。</p>
<p>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。</p>
<p>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。 </p>
<p><img alt="MR管脚上的内部上拉" data-entity-type="file" data-entity-uuid="a9431789-d4e1-4032-8453-c76d149b5b48" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE%202%EF%BC%9AMR%E7%AE%A1%E8%84%9A%E4%B8%8A%E7%9A%84%E5%86%85%E9%83%A8%E4%B8%8A%E6%8B%89.png" /></p>
<p><em>图 2：MR管脚上的内部上拉</em></p>
<p>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。</p>
<p><img alt="工厂生产线运输节电模式图例" data-entity-type="file" data-entity-uuid="80f54362-d797-40d2-a1f8-2c92dd18bbc3" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE%203%EF%BC%9A%E5%B7%A5%E5%8E%82%E7%94%9F%E4%BA%A7%E7%BA%BF%E8%BF%90%E8%BE%93%E8%8A%82%E7%94%B5%E6%A8%A1%E5%BC%8F%E5%9B%BE%E4%BE%8B.png" /></p>
<p><em>图 3：工厂生产线运输节电模式图例</em></p>
<p>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？</p>
<p>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。</p>
<p><img alt="一家带有弹性适配器的工厂中的运输节电模式图例" data-entity-type="file" data-entity-uuid="1fca49fa-b1a7-4593-8bb3-e8455a32d443" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE%204%EF%BC%9A%E4%B8%80%E5%AE%B6%E5%B8%A6%E6%9C%89%E5%BC%B9%E6%80%A7%E9%80%82%E9%85%8D%E5%99%A8%E7%9A%84%E5%B7%A5%E5%8E%82%E4%B8%AD%E7%9A%84%E8%BF%90%E8%BE%93%E8%8A%82%E7%94%B5%E6%A8%A1%E5%BC%8F%E5%9B%BE%E4%BE%8B.png" /></p>
<p><em>图 4：一家带有弹性适配器的工厂中的运输节电模式图例</em></p>
<p>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。</p>
<p> <img alt="产品唤醒程序" data-entity-type="file" data-entity-uuid="df3eb223-3321-47b1-adde-1ad5880db97a" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE%205%EF%BC%9A%E4%BA%A7%E5%93%81%E5%94%A4%E9%86%92%E7%A8%8B%E5%BA%8F.png" /></p>
<p><em>图 5：产品唤醒程序</em></p>
<p><img alt="通过I2C命令进入运输节电模式" data-entity-type="file" data-entity-uuid="0d9462dc-d549-4236-9b50-0466cf682fcb" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE%206%EF%BC%9A%E9%80%9A%E8%BF%87I2C%E5%91%BD%E4%BB%A4%E8%BF%9B%E5%85%A5%E8%BF%90%E8%BE%93%E8%8A%82%E7%94%B5%E6%A8%A1%E5%BC%8F.png" /></p>
<p><em>图 6：通过I2C命令进入运输节电模式</em></p>
<p>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，以确定需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。</p>
<p><img alt="电源通断按钮" data-entity-type="file" data-entity-uuid="d651a33b-9660-42f9-b531-ac0ed79a21f6" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE%207%EF%BC%9A%E7%94%B5%E6%BA%90%E9%80%9A%E6%96%AD%E6%8C%89%E9%92%AE.png" /></p>
<p><em>图 7：电源通断按钮</em></p>
<p>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！</p>
<p>文章来源：<a href="https://e2echina.ti.com/blogs_/b/power_house/posts/52972">TI E2E™ 中文设计论坛</a></p>