스위치 배터리 칼리브레이션

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by 장인의손길 2022. 5. 5. 15:35

스위치를 오래 사용하다보면 배터리 사용시간이 짧아지거나, 사용중 어느 순간 갑자기 배터리가 줄어드는 현상을 경험하시는 경우가 있습니다.

원인은 2가지로 (1) 배터리 수명 저하 (2) Fuel gage 오류 에 의한 것 입니다.

(1) 배터리 수명 저하는 어쩔 수 없습니다. 그냥 보조배터리 링겔 꽂고 사용해야죠.

하지만 대부분 배터리 수명 저하의 경우 (2) Fuel gage 오차도 수반하는 경우가 많습니다.

(2) Fuel Gage 오류는 충/방전을 반복하면서 배터리 잔량을 측정하는 IC에 오차가 누적되어 쌓여가다가

결국 오차가 너무 커져서 정상적인 배터리 잔량 표시를 못하는 경우입니다.

마침 제 스위치가 (2)의 경우여서 칼리브레이션을 통해 바로 잡아 보겠습니다.

여러분도 동일한 문제가 있다면 한 번 따라 해보시면 효과가 있을 것입니다.

우선 배터리 상태를 체크합니다.

Hekate 메뉴 - Console info - Battery를 클릭합니다.

아래의 Battery infomation 화면이 나옵니다.

현재 제 스위치 배터리의 상태를 보면

Capacity now (현재용량) : 2862mAh (99%) ◀ 99%가 남았고 잔존용량이 2862mAh란 얘기입니다.

Capacity Full (완충용량) : 2868mAh ◀ 배터리 완충시 용량

Capacity (design) : 4667mAh ◀ 스펙 용량으로 모든 스위치는 동일합니다.

배터리 용량이 충격적인데요, 2868mAh면 초기용량 61%밖에 안됩니다.

(아이폰의 경우 capa full/capa design 해서 배터리 성능이 84%다 혹은 90%다 이렇게 표시하죠)

사실상 61% 남았다는 건 배터리 수명이 끝났다는 거죠. 일반적인 리튬이온배터리는 수명이 70~80% 까지는 천천히 감소하다 이후 급격하게 줄어듭니다.

다만, 제 평소의 배터리 관리 습관상 (Deep discharge 하지 않고 장기 보관시엔 전압을 약간 낮춰놓는다) 배터리가 이렇게 급격히 줄 이유가 없기 때문에 Fuel Gage Error를 강하게 의심하여 칼리브레이션을 시도했습니다.

그럼 칼리브레이션 방법 및 결과를 안내 드립니다.

1. 스위치 설정 → 슬립 → 설정하지 않기 로 합니다. (칼리브레이션이 완료되면 설정을 본래대로 되돌려 주세요)

2. 유튜브앱을 실행합니다. (게임도 좋지만 그냥 방치해서 방전시키기엔 유튜브가 제일 편하고 방전주기 전체기간동안 지속적으로 일정한 전력량을 시간당 균일하게 소모하기 때문에 칼리브레이션에 적합합니다.)

앱다운로드 : https://drive.google.com/file/d/1NLpyoPbBKoU-vDiWd-oBPkUGz6KABL15/view?usp=sharing

압축비번은 제 카톡ID 입니다. (by1806switch)

유튜브 실행후 완전 방전될때까지 그냥 둡니다.

(오해마세요. 유튜브 화면입니다)

전 진행상황이 너무 궁금해서 틈틈히 Battery info로 들어가 체크를 해보았습니다. (여러분은 중간에 끊지 말고 완전히 방전될때까지 그대로 두세요)

저는 이 데이터를 보고 완전히 안심했습니다. 내 배터리는 정상이구나~

우선 위 사진에서 중요한 Data는 Capacity now 및 Voltage 의 2가지 입니다.

Capacity now (현재용량) : 2011mAh (70%) ◀ 용량은 의미 없고 70% 라는 수치가 중요합니다.

Voltage now : 3931mV (IC가 감지한 배터리 전압)

Voltage open-circuit : 3985mV (감지된 배터리를 0 current로 환산하여 계산한 전압. 통칭 OCV)

- 전압이 2가지인 이유를 설명할려면 길어집니다^^; 초 전도체가 아닌이상 모든 전도체는 전압강하가 생기기 때문에

현재 전압을 OCV로 환산후 배터리의 잔존 용량을 역산하게 됩니다 -

여기서 중요한 것은 OCV가 3.985V인데 잔존용량을 70%로 나타낸 것입니다. 이 정보로 우리는 2가지를 알 수 있습니다.

(1) 스위치 Fuel gage 방식.

Fuel gage 알고리즘에는 벡터법이랑 이미지맵핑, 적산법 및 단순한 전압환산법 등 여러가지 방법이 사용됩니다만,

위 data로 스위치는 적산법이 이용되는 것을 알수 있습니다. 즉 배터리 용량(2868)에서 방전된양(857)을 빼서 남은

용량을 계산하는 방식이죠. 이 방법은 칼리브레이션을 하지 않으면 오차가 크게 생길수 있는 방법입니다.

대신 칼리브레이션이 잘 되면 %표시가 이만큼 정확한 것도 없죠.

(2) 배터리 상태

잔존용량70%라면 일반적인 리튬이온배터리에서 3.7~3.8V 가 나오는 것이 정상임에도

3.985V라는 정상치보다 0.1~0.2V가량 높은 전압이 표시되었습니다. 즉 표기된 것보다 실제 용량이 높다는 것이죠.

이후, 계속 유튜브 보면서 방전을 시킵니다. (여러분은 중간에 끊지 말고 끝까지 방전 시키세요)

*** 주의 ***

1% 까지 %가 급격히 줄어들다 1%가 되면 %감소가 멈춥니다.

혹여나 슬립모드가 되면 배터리 경고 표시가 켜지면서 부팅이 안되고 (실제 배터리 잔존량 관계없이) 3%이상 충전이 되지 않으면 기기가 켜지지 않습니다. 즉 칼리브레이션 실패!

제 경우엔 1%에서 2시간이상 유지가 된후 기기가 꺼졌습니다.

기기가 완전히 꺼졌다면 이제 충전을 시켜줍니다.

2. 배터리 방전 확인후 충전을 시킵니다.

Capacity now : 0%
Voltage now : 3.271V ◀ 3.2V로 스위치 OS에서 방전할수 있는 최대 값까지 정상 방전된 것을 알수 있습니다.
Empty Voltage : 3200mV ◀ HOS에서 제어하는 과방전 차단 전압입니다. 참고로 커펌기기에서 RCM상태등에서
방전되어 이 한계치를 넘어가서 방전하게 되면 정품 충전기로 충전되지 않습니다. (제 블로그 참조)

확인이 되었으면, 스위치의 전원을 끄고 정품 충전기를 연결하여 100%가 될때까지 충전해줍니다.

중간에 충전기 연결해제하지 마세요.