用于高端手持設備的低成本充電管理芯片BQ24070應用設計
中止時充電電流閾值:
ITERM=(KSET×VTERM)/RSET
其中當ISET2引腳= High,VTERM=0.25V;當ISET2引腳= Low,VTERM=0.1V;KSET=425
2)USB電源輸入模式(MODE引腳=Low),通過配置ISET2引腳的電位
ISET2引腳=High,ICHG=500mA,IPRECHG=ITERM=50mA
ISET2引腳=Low,ICHG=100mA,IPRECHG=ITERM=10mA
充電時間設置(保護電池在異常充電狀態(tài)時不被損壞,一旦超時就立刻強行關閉充電單元中止充電)
通過設置TMR引腳對地的電阻實現。
1)tCHG=KTMR×RTMR,其中KTMR=0.36s/kW;RTMR取值范圍30kW~100kW
2)預充時間:tPRECHG= 0.1×tCHG
3)如果芯片進入熱保護或者進入DPPM狀態(tài)時,需要按照下列公式計算:
tCHG_TREG=(tCHG×VSET)/ VSET_REG
VSET_TREG =(ICHG×RSET)/KSET
其中KSET=425,ICHG為所設定的充電電流,但是在此模式下,充電電流是由芯片自己調節(jié),不受RSET電阻設定值控制。
4)如果不使用TMR引腳設定安全充電時間,則需要將TMR引腳與VREF引腳連接
溫度保護設置
1)將TS引腳與電池包內部的負溫度系數的熱敏電阻(典型值103AT,10K@25℃)連接即可實現(見圖2)。
一定要保證VTS電壓滿足如下范圍才可以使得芯片處于正常工作狀態(tài):
0.5V<VTS<2.5V,VTS=0.1mA×RNTC
對于NTC電阻:0.5V代表高溫側的電壓閾值;2.5V代表低溫側的電壓閾值。
否則芯片會認為電池溫度處于不正常狀態(tài)而拒絕啟動充電單元。
3) 如果不使用溫度檢測功能,將TS引腳與地之間接入一只10KW固定阻值電阻即可。
圖2 BQ24070溫度保護設置
表1 BQ24070充電狀態(tài)指示
充電狀態(tài)指示
引腳用法
CE引腳用于關斷或者使能芯片中的所有單元(充電管理單元和功率路徑管理單元)。
當CE=0時,Q1關斷,Q2導通,此時即使交流適配器在位,也只有電池給系統(tǒng)供電。
當CE=1時,Q1導通,Q2由芯片自己根據實際狀態(tài)判斷是否導通還是關斷,啟動DPPM單元和充電管理單元,AC供電(沒有進入DPPM模式或者進入潛度DPPM模式)或者AC + battery給系統(tǒng)供電(進入深度DPPM模式)。
PG引腳用于指示入口電源狀態(tài)引腳是開放式漏極,需要上拉電阻輔助。
PG = 0,入口電源正常。
PG = 1,入口電源不正常。
VREF引腳只有在交流適配器或者USB電源在位時才會有固定的3.3V/10mA輸出,此引腳需要連接一個去耦電容,容量為0.47mF,不要超過1mF。
MODE引腳為1,使能交流適配器充電功能。
MODE引腳為0,使能USB電源充電功能。
ISET2、CE引腳邏輯高、邏輯低電平范圍:邏輯高=1.4V~7V,邏輯低=小于0.4V。
BQ24070緩啟動設置
為了避免BQ24070在系統(tǒng)啟動瞬間進入過流保護或者短路保護狀態(tài)減小瞬態(tài)沖擊電流(inrush current),要在DPPM引腳與地之間接入一個電容器來實現,通常這個電容地容值為1nF~10nF。
元件選擇和布板
輸入輸出功率電容應選擇ESR值小的無極性瓷片材質的電容,材質標準為X7R或者X5R,電容容值為10mF。
其他輔助控制電容也應選擇ESR值小的無極性瓷片材質的電容,材質標準為X7R或者X5R。
所有用于功率輸入、輸出的電容必須要盡可能的接近IN、OUT、BAT引腳。
用于輔助控制的電容也應盡可能的接近相應引腳,例如與DPPM引腳連接的電容。
所有輸入輸出用于承載功率的PCB銅線寬度要盡可能的加大,減小線路壓降和損耗。
BQ24070芯片底部功率管腳(Power Pad)需要與PCB上大面積的地銅層連接用于散熱,將芯片上的熱量導出,避免芯片進入過熱保護,同時提高芯片工作的可靠性。
BQ24070應用電路
BQ24070應用電路示于圖4。
圖4 BQ24070應用電路
參考文獻:
1. BQ24070 datasheet, TI
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