用于高端手持设备的低成本充电管理芯片BQ24070应用设计
中止时充电电流阈值:
ITERM=(KSET×VTERM)/RSET
其中当ISET2引脚= High,VTERM=0.25V;当ISET2引脚= Low,VTERM=0.1V;KSET=425
2)USB电源输入模式(MODE引脚=Low),通过配置ISET2引脚的电位
ISET2引脚=High,ICHG=500mA,IPRECHG=ITERM=50mA
ISET2引脚=Low,ICHG=100mA,IPRECHG=ITERM=10mA
充电时间设置(保护电池在异常充电状态时不被损坏,一旦超时就立刻强行关闭充电单元中止充电)
通过设置TMR引脚对地的电阻实现。
1)tCHG=KTMR×RTMR,其中KTMR=0.36s/kW;RTMR取值范围30kW~100kW
2)预充时间:tPRECHG= 0.1×tCHG
3)如果芯片进入热保护或者进入DPPM状态时,需要按照下列公式计算:
tCHG_TREG=(tCHG×VSET)/ VSET_REG
VSET_TREG =(ICHG×RSET)/KSET
其中KSET=425,ICHG为所设定的充电电流,但是在此模式下,充电电流是由芯片自己调节,不受RSET电阻设定值控制。
4)如果不使用TMR引脚设定安全充电时间,则需要将TMR引脚与VREF引脚连接
温度保护设置
1)将TS引脚与电池包内部的负温度系数的热敏电阻(典型值103AT,10K@25℃)连接即可实现(见图2)。
一定要保证VTS电压满足如下范围才可以使得芯片处于正常工作状态:
0.5V<VTS<2.5V,VTS=0.1mA×RNTC
对于NTC电阻:0.5V代表高温侧的电压阈值;2.5V代表低温侧的电压阈值。
否则芯片会认为电池温度处于不正常状态而拒绝启动充电单元。
3) 如果不使用温度检测功能,将TS引脚与地之间接入一只10KW固定阻值电阻即可。
图2 BQ24070温度保护设置
表1 BQ24070充电状态指示
充电状态指示
引脚用法
CE引脚用于关断或者使能芯片中的所有单元(充电管理单元和功率路径管理单元)。
当CE=0时,Q1关断,Q2导通,此时即使交流适配器在位,也只有电池给系统供电。
当CE=1时,Q1导通,Q2由芯片自己根据实际状态判断是否导通还是关断,启动DPPM单元和充电管理单元,AC供电(没有进入DPPM模式或者进入潜度DPPM模式)或者AC + battery给系统供电(进入深度DPPM模式)。
PG引脚用于指示入口电源状态引脚是开放式漏极,需要上拉电阻辅助。
PG = 0,入口电源正常。
PG = 1,入口电源不正常。
VREF引脚只有在交流适配器或者USB电源在位时才会有固定的3.3V/10mA输出,此引脚需要连接一个去耦电容,容量为0.47mF,不要超过1mF。
MODE引脚为1,使能交流适配器充电功能。
MODE引脚为0,使能USB电源充电功能。
ISET2、CE引脚逻辑高、逻辑低电平范围:逻辑高=1.4V~7V,逻辑低=小于0.4V。
BQ24070缓启动设置
为了避免BQ24070在系统启动瞬间进入过流保护或者短路保护状态减小瞬态冲击电流(inrush current),要在DPPM引脚与地之间接入一个电容器来实现,通常这个电容地容值为1nF~10nF。
元件选择和布板
输入输出功率电容应选择ESR值小的无极性瓷片材质的电容,材质标准为X7R或者X5R,电容容值为10mF。
其他辅助控制电容也应选择ESR值小的无极性瓷片材质的电容,材质标准为X7R或者X5R。
所有用于功率输入、输出的电容必须要尽可能的接近IN、OUT、BAT引脚。
用于辅助控制的电容也应尽可能的接近相应引脚,例如与DPPM引脚连接的电容。
所有输入输出用于承载功率的PCB铜线宽度要尽可能的加大,减小线路压降和损耗。
BQ24070芯片底部功率管脚(Power Pad)需要与PCB上大面积的地铜层连接用于散热,将芯片上的热量导出,避免芯片进入过热保护,同时提高芯片工作的可靠性。
BQ24070应用电路
BQ24070应用电路示于图4。
图4 BQ24070应用电路
参考文献:
1. BQ24070 datasheet, TI
评论