用于高端手持設(shè)備的低成本充電管理芯片BQ24070應(yīng)用設(shè)計(jì)
英飛凌汽車(chē)電子生態(tài)圈
掃碼關(guān)注
獲取最新最全汽車(chē)電子
技術(shù)方案與實(shí)用技巧
中止時(shí)充電電流閾值：
ITERM=(KSET×VTERM)/RSET
其中當(dāng)ISET2引腳= High，VTERM=0.25V；當(dāng)ISET2引腳= Low，VTERM=0.1V；KSET=425
2)USB電源輸入模式(MODE引腳＝Low)，通過(guò)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(shí)間設(shè)置(保護(hù)電池在異常充電狀態(tài)時(shí)不被損壞，一旦超時(shí)就立刻強(qiáng)行關(guān)閉充電單元中止充電)
通過(guò)設(shè)置TMR引腳對(duì)地的電阻實(shí)現(xiàn)。
1)tCHG=KTMR×RTMR，其中KTMR=0.36s/kW；RTMR取值范圍30kW~100kW
2)預(yù)充時(shí)間：tPRECHG= 0.1×tCHG
3)如果芯片進(jìn)入熱保護(hù)或者進(jìn)入DPPM狀態(tài)時(shí)，需要按照下列公式計(jì)算：
tCHG_TREG＝(tCHG×VSET)/ VSET_REG
VSET_TREG =(ICHG×RSET)/KSET
其中KSET=425，ICHG為所設(shè)定的充電電流，但是在此模式下，充電電流是由芯片自己調(diào)節(jié)，不受RSET電阻設(shè)定值控制。
4)如果不使用TMR引腳設(shè)定安全充電時(shí)間，則需要將TMR引腳與VREF引腳連接
溫度保護(hù)設(shè)置
1)將TS引腳與電池包內(nèi)部的負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻(典型值103AT，10K@25℃)連接即可實(shí)現(xiàn)(見(jiàn)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(duì)于NTC電阻：0.5V代表高溫側(cè)的電壓閾值；2.5V代表低溫側(cè)的電壓閾值。
否則芯片會(huì)認(rèn)為電池溫度處于不正常狀態(tài)而拒絕啟動(dòng)充電單元。
3) 如果不使用溫度檢測(cè)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(hù)設(shè)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(guān)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(dāng)CE=0時(shí)，Q1關(guān)斷，Q2導(dǎo)通，此時(shí)即使交流適配器在位，也只有電池給系統(tǒng)供電。
當(dāng)CE=1時(shí)，Q1導(dǎo)通，Q2由芯片自己根據(jù)實(shí)際狀態(tài)判斷是否導(dǎo)通還是關(guān)斷，啟動(dòng)DPPM單元和充電管理單元，AC供電(沒(méi)有進(jìn)入DPPM模式或者進(jìn)入潛度DPPM模式)或者AC + battery給系統(tǒng)供電(進(jìn)入深度DPPM模式)。
PG引腳用于指示入口電源狀態(tài)引腳是開(kāi)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(shí)才會(huì)有固定的3.3V/10mA輸出，此引腳需要連接一個(gè)去耦電容，容量為0.47mF，不要超過(guò)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(dòng)設(shè)置
為了避免BQ24070在系統(tǒng)啟動(dòng)瞬間進(jìn)入過(guò)流保護(hù)或者短路保護(hù)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(gè)電容器來(lái)實(shí)現(xiàn)，通常這個(gè)電容地容值為1nF~10nF。
元件選擇和布板
輸入輸出功率電容應(yīng)選擇ESR值小的無(wú)極性瓷片材質(zhì)的電容，材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為X7R或者X5R，電容容值為10mF。
其他輔助控制電容也應(yīng)選擇ESR值小的無(wú)極性瓷片材質(zhì)的電容，材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)盡可能的接近相應(yīng)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(dǎo)出，避免芯片進(jìn)入過(guò)熱保護(hù)，同時(shí)提高芯片工作的可靠性。
BQ24070應(yīng)用電路
BQ24070應(yīng)用電路示于圖4。
圖4 BQ24070應(yīng)用電路
參考文獻(xiàn)：
1. BQ24070 datasheet, TI
評(píng)論