充电监控显示集成块bq2007
摘要:bq2007是benchmarq公司生产的新型充电监控显示模块。使用bq2007可以构成功能完善的Ni-Cd,NiMH和Li+离子电池充电器,并具有灵活的充电控制方式,可显示各种充电状态,并可大范围准确地进行充电监控显示,同时还有完备的安全保护功能。本文介绍了bq2007的功能、显示模式以及在充电监控显示方面的应用。
本文引用地址:https://www.eepw.com.cn/article/233508.htm关键词:充电 监控 显示 bq2007
1 概述
快速充电监控模块bq2007为单片CMOS集成块,主要用于设计高质量电池充电器,可实现充电过程监控和充电状态显示。该器件采用电压对比的方法显示电池的当前充电状态,显示范围从10%到90%。有多种充电方式可供选择,充电过程也可选用多种监控方式;具有温度和过电压保护功能。音响报警输出可直接驱动标准的压电发音元件。七个显示输出脚可直接与数码管或液晶显示模块相连接。Bq2007具有DIP和SOIC两种封装形式。
2 管脚功能
bq2007有24个引脚,其引脚排列如图1所示,各引脚的功能说明见表1所列。
表1 Bq2007引脚功能
引脚号 | 引脚名 | 功能描述 | 引脚号 | 引脚名 | 功能描述 |
1 | SEGC/MSEL | 输出显示段C/驱动模式选择 | 13 | TCO | 温度终止模式选择 |
2 | SEGB | 输出显示段B | 14 | SNS | 温度传感器信号输入 |
3 | SEGA | 输出显示段A | 15 | BAT | 电池电压输入 |
4 | LED1 | 充电状态输出1 | 16 | TS | 温度检测 |
5 | LED2 | 充电状态输出2 | 17 | DIS | 放电控制 |
6 | INH | 禁止充电信号输入 | 18 | Vss | 系统接地 |
7 | COM | LED/LCD公共输出 | 19 | Vcc | 电源5V±10% |
8 | ALARM | 报警音频输出 | 20 | MOD | 调节控制 |
9 | TM | 定时模式选择 | 21 | SEGG/QDSEL | 输出显示段G/充电状态显示选择 |
10 | VSEL | 电压终止模式选择 | 22 | SEGF/MULT | 输出显示段F/多节电池封装选择 |
11 | FAST | 快速充电选择 | 23 | SEGE/DSDL2 | 输出显示段E/显示选择2 |
12 | DCMD | 放电命令 | 24 | SEGD/DSEL1 | 输出显示段D/显示选择1 |
3 bq2007的显示模式
bq2007的显示包括三个部分;充电状态显示,充电状态监控显示,音响报警输出。
3.1 充电状态显示和音响报警输出
充电状态显示由两个发光二极管LED1和LED2构成,可组成三种显示模式,在初始化时由输入脚DSEL1和DSEL2的状态确定。如果DSEL1和DSEL2接在Vss上,LED1和LED2将组成一个简单的LED发光系统,LED1用于指示预充电状态(如悬浮充电或放电),LED2指示充电状态(正在充电或充电完成)。如果DSEL1接Vcc而DSEL2接Vss,则两个发光管可组成一个三色LED系统,用以指示放电、正在充电和充电完成;每一个状态有一个颜色指示。当DSEL1接在Vss上,DSEL2接在Vcc上时,两个二极管可用来指示错误信息。表2所列为bq2007的充电状态显示模式。
音响输出主要用于错误和充电完成指示。它是一个工作周期对称的AC信号,信号电平与标准的压电发音元件兼容。如果插入的电池是损坏的,则音频信号为一个频率为3.5Hz,节拍为1/2秒的持续信号;如果是充电完成,或充电时电池不能在一定的时间内提高到额定的充电阀值电压,则它是一个以1/2秒为周期的高频-低频断续信号,每二秒重复一次,持续时间为9.5~15s。
3.2 充电监控显示
bq2007有两种监控显示方式:LCD单色七段图形显示和LED数码管显示。两种显示方式由QDSEL脚的输入条件选择。如果QDSEL接至Vcc,器件将选择LED数码管显示方式;QDSEL接至Vss,则器件的输出为LCD七段图形驱动电平。
表2 bq2007充电状态显示模式
模式 | 充电状态 | LED1 | LED2 | DIS | ALARM |
DSEL1=L DSEL2=L 模式1 | 没有电池 | 0 | 0 | 0 | 0 |
悬浮态充电(温限内,低电压) | 0 | 闪烁 | 0 | 0 | |
充电前放电 | 0 | 1 | 1 | 0 | |
正在充电 | 闪烁 | 0 | 0 | 0 | |
充电完成 | 0 | 1 | 0 | 高音 | |
错误(低电压超时关闭) | 0 | 0 | 0 | 高音 | |
DSEL1=H DSEL2=L 模式2 | 没有电池 | 0 | 0 | 0 | 0 |
充电前的放电,悬浮态充电 | 1 | 1 | 1 | 0 | |
正在充电 | 1 | 0 | 0 | 0 | |
充电完成 | 0 | 1 | 0 | 高音 | |
错误(低电压超时关闭) | 0 | 0 | 0 | 高音 | |
DSEL1=L DSEL2=H 模式3 | 没有电池 | 0 | 0 | 0 | 0 |
悬浮态充电(温限内,低电压) | 0 | 闪烁 | 0 | 0 | |
充电前的放电 | 0 | 闪烁 | 1 | 0 | |
正在充电 | 闪烁 | 0 | 0 | 0 | |
充电完成 | 1 | 0 | 0 | 高音 | |
错误(低电压超时关闭) | 0 | 1 | 0 | 高音 |
在LED模式下,SEGA-G可选用三段到七段显示,三段使用SEGB,SEGD和SEGF,分别对应30%、60%和90%的充电量;剩余四段可选用代表20%、40%、60%和80%;也可选取全部七段,从20%开始,以10%的增量显示充电量,其电路连接见图2。
在LCD模式下,SEGA-G输出为经过译码的七段数字信息电平信号,显示的充电量从“0”开始,以10%的增量递加,直到90%的充电量为止。充电完成时显示字母“F”,出现错误信息时的指示是“E”,放电时显示字母“d”。在图形模式下,上述三种状态均没有显示,其电路连接见图3。
4 充电监控
bq2007的充电监控由DCMD、VSEL、FAST和TM脚的输入状态完成。DCMD用于实现放电控制功能;VSEL、FAST、TM的不同输入状态组合可用来选择充电模式。表3给出了它们之间不同纵使所选取的充电模式。
充电初始化在系统插入电池或者打开电源开关时进行。插入电池时,首先要进行预放电,这由DCMD脚的输入控制。当一个负脉冲信号加在DCMD脚时,系统将不考虑任何充电条件而开始预放电,这时DIS脚的输出变成高电平,从而驱动一外接电阻对电池放电。注意DCMD脚的内部是上拉至Vcc的,因此不能长期无负载接地。当检测到的电池电压等于放电阀值VEDV时,放电停止,系统开始充电。
VSEL用于选择终止条件,当VSEL=Vss时,选择-△V关断。在充电过程中,当电池的取样电压低于最大取样电压12mV时,充电终止;如果VSEL=Vcc,终止充电的条件是峰值电压。当检测到的电池电压比最大电池电压小6mV时,充电终止。Bq2007还提供涓流充电功能。涓流充电主要用于补偿电池闲置时的自放电和保护充电系统。插入电池时,如果检测到的电池电压低于设定阀值,bq2007将以涓流形式对电池电。如果在规定的时间内电池电压不能恢复到规定的最小值,bq2007不再对电池充电,并指示“错误”。
5 充电电流的控制
MOD用来输出控制信号以调节充电电流。Bq2007有一个频率反馈控制环节,其反馈信号为SNS脚上的电压,通常该脚上的电压维持在0.04Vcc到0.05Vcc之间。其电流控制电路如图4所示。
MOD脚上信号频率的高低依赖于SNS脚上电压的高低。如果SNS脚上的电压低于额定电压(0.04Vcc),则MOD输出的频率变高,驱动电流通过一个电感向电池充电。如果SNS脚上的电压高于0.05Vcc,MOD输出低电平,充电电源将被切断。
表3 输入脚状态对控制状态的影响
FAST | TM | 关断时间 min |
Vss | 悬空 | 640 |
Vss | Vss | 320 |
Vss | Vcc | 160 |
Vcc | 悬空 | 160 |
Vcc | Vss | 80 |
Vcc | Vcc | 40 |
VSEL | 检测方法 | 顶关断 |
Vss | -△V | 不能 |
Vcc | PVD | 能 |
MOD还可用来控制开启外部充电电源,这时不需要检测电压,SNS脚可直接接地。Bq2007是一个功能完善的充电监控显示电路,利用它可组成一个高性能的充电器,亦可用于铅酸电流充电器的指示。
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