先進(jìn)的鋰電池線性充電管理芯片BQ2057及其應(yīng)用

摘要：本文介紹美國TI公司生產(chǎn)的先進(jìn)鋰電池充電管理芯片BQ2057，利用BQ2057系列芯片及簡單外圍電路可設(shè)計(jì)低成本的單/雙節(jié)鋰電池充電器，非常適用于便攜式電子儀器的緊湊設(shè)計(jì)。本文將在介紹BQ2057芯片的特點(diǎn)、功能的基礎(chǔ)上，給出典型充電電路的設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用該充電芯片設(shè)計(jì)便攜式儀器的體會(huì)。
關(guān)鍵詞：鋰電池 充電器 BQ2057

1 引言

BQ2057系列是美國TI公司生產(chǎn)的先進(jìn)鋰電池充電管理芯片，BQ2057系列芯片適合單節(jié)(4.1V或4.2V)或雙節(jié)(8.2V或8.4V)鋰離子(Li-Ion)和鋰聚合物(Li-Pol)電池的充電需要，同時(shí)根據(jù)不同的應(yīng)用提供了MSOP、TSSOP和SOIC的可選封裝形式，利用該芯片設(shè)計(jì)的充電器外圍電路及其簡單，非常適合便攜式電子產(chǎn)品的緊湊設(shè)計(jì)需要。BQ2057可以動(dòng)態(tài)補(bǔ)償鋰電池組的內(nèi)阻以減少充電時(shí)間，帶有可選的電池溫度監(jiān)測(cè)，利用電池組溫度傳感器連續(xù)檢測(cè)電池溫度，當(dāng)電池溫度超出設(shè)定范圍時(shí)BQ2057關(guān)閉對(duì)電池充電。內(nèi)部集成的恒壓恒流器帶有高/低邊電流感測(cè)和可編程充電電流，充電狀態(tài)識(shí)別可由輸出的LED指示燈或與主控器接口實(shí)現(xiàn)，具有自動(dòng)重新充電、最小電流終止充電、低功耗睡眠等特性。

2.功能及特性

2.1 器件封裝及型號(hào)選擇

BQ2057系列充電芯片為滿足設(shè)計(jì)需要，提供了多種可選封裝及型號(hào)，其封裝形式如圖2－1所示，有MSOP、TSSOP和SOIC三種封裝形式。其型號(hào)如表2－1所示，有BQ2057、BQ2057C、BQ2057T和BQ2057W四種信號(hào)，分別適合4.1V、4.2V、8.2V和8.4V的充電需要。

BQ2057的引腳功能描述如下：

• VCC (引腳1):工作電源輸入；
• TS (引腳2):溫度感測(cè)輸入，用于檢測(cè)電池組的溫度；
• STAT(引腳3):充電狀態(tài)輸出，包括:充電中、充電完成和溫度故障三個(gè)狀態(tài)；
• VSS (引腳4):工作電源地輸入；
• CC (引腳5):充電控制輸出；
• COMP(引腳6):充電速率補(bǔ)償輸入；
• SNS (引腳7):充電電流感測(cè)輸入；
• BAT (引腳8):鋰電池電壓輸入；

2.2 充電狀態(tài)流程

BQ2057的充電狀態(tài)流程如圖2－3所示，其充電曲線如圖2－2所示，BQ2057的充電分為三個(gè)階段：預(yù)充狀態(tài)、恒流充電和恒壓充電階段。

2.2.1 預(yù)充階段在安裝好電池并加上電源后，BQ2057首先檢查工作電壓VCC，當(dāng)工作電壓過低時(shí)充電器進(jìn)入睡眠模式，若工作電壓正常，則檢查電池溫度是否在設(shè)定范圍，若不正常則進(jìn)入溫度故障模式，否則檢測(cè)電池電壓VBAT，當(dāng)電池電壓VBAT低于低壓門限V(min)時(shí)，BQ2057以恒流IREG10％的電流IPRE對(duì)電池預(yù)充電，

2.2.2 恒流充電

在完成對(duì)電池預(yù)充或電池電壓VBAT低于恒壓VREG時(shí)，BQ2057進(jìn)入恒流充電狀態(tài)，此時(shí)由外部的感測(cè)電阻RSNS上的壓降監(jiān)控充電電流，該電阻可采取高/低邊的連接方式，在高邊電流檢測(cè)中RSNS接在VCC和SNS引腳間，在低邊電流檢測(cè)中RSNS接在VSS和SNS引腳間，如圖2－4所示，通過SNS引腳獲得充電電流的反饋，感測(cè)電阻由公式（1）計(jì)算：

其中IREG為預(yù)期的充電電流，VSNS可在BQ2057的電特性表中查得。

2.2.3 恒壓充電

當(dāng)充電電壓達(dá)到恒壓VREG時(shí)進(jìn)入恒壓充電狀態(tài)。在整個(gè)工作溫度和工作電壓范圍內(nèi)，恒壓精度高于