Краткий анализ микросхемы линейного управления зарядом литиевой батареи BQ2057 и ее применения

1. Введение

Серия BQ2057 - это усовершенствованная микросхема управления зарядом литиевой батареи, производимая американской компанией TI. Микросхема серии BQ2057 подходит для зарядки односекционных (4,1 или 4,2 В) или двухсекционных (8,2 или 8,4 В) литий-ионных (Li-Ion) и литий-полимерных (Li-Pol) аккумуляторов и предоставляет дополнительные пакеты MSOP, TSSOP и SOIC по разным приложениям. Периферийная схема зарядного устройства и ее простота очень подходят для компактной конструкции портативных электронных устройств. BQ2057 динамически компенсирует внутреннее сопротивление литиевой аккумуляторной батареи, чтобы сократить время зарядки. При дополнительном контроле температуры батареи датчик температуры батареи постоянно определяет температуру батареи. Когда температура батареи превышает установленный диапазон, BQ2057 выключает батарею. Внутреннее встроенное устройство постоянного напряжения постоянного тока имеет датчик высокого / низкого тока и программируемый ток зарядки. Распознавание состояния зарядки может быть реализовано с помощью выходного светодиодного индикатора или интерфейса с главным контроллером, с автоматической подзарядкой, минимальным током для остановки зарядки, режимом сна с низким энергопотреблением и другими характеристиками.

2. Функции и особенности

2.1 комплектация устройства и выбор модели

Зарядные чипы серии BQ2057 доступны в различных корпусах и моделях для удовлетворения требований к конструкции. Пакет показан на Рисунке 2-1. Он доступен в пакетах MSOP, TSSOP и SOIC. Его модель представлена в Таблице 2-1. Существует четыре вида сигналов: BQ2057, BQ2057C, BQ2057T и BQ2057W, которые подходят для зарядки 4,1 В, 4,2 В, 8,2 В и 8,4 В соответственно.

Функции контактов BQ2057 описаны ниже:

VCC (контакт 1): входная рабочая мощность;

TS (контакт 2): вход датчика температуры для определения температуры аккумуляторной батареи;

STAT (контакт 3): выход состояния зарядки, в том числе: три состояния зарядки, завершения зарядки и сбоя температуры;

VSS (контакт 4): вход для рабочего источника питания;

CC (Pin 5): выход управления зарядкой;

COMP (контакт 6): вход компенсации скорости зарядки;

SNS (контакт 7): вход измерения зарядного тока;

BAT (контакт 8): вход напряжения литиевой батареи;

2.2 Поток состояния зарядки

Зарядка BQ2057 делится на три фазы: состояние предварительной зарядки, заряд постоянным током и фаза заряда постоянным напряжением.

2.2.1 Фаза предварительной зарядки

После установки аккумулятора и добавления мощности BQ2057 сначала проверяет рабочее напряжение VCC. Когда рабочее напряжение слишком низкое, зарядное устройство переходит в спящий режим. Если рабочее напряжение в норме, проверьте, находится ли температура аккумулятора в пределах установленного диапазона. Если нет, введите температуру. Неисправный режим, иначе обнаруживается напряжение АКБ VBAT. Когда напряжение батареи VBAT ниже порогового значения низкого напряжения V (мин), BQ2057 предварительно заряжает батарею постоянным током IREG 10% current IPRE.

2.2.2 Зарядка постоянным током

Когда батарея предварительно заряжена или напряжение батареи VBAT ниже, чем постоянное напряжение VREG, BQ2057 переходит в состояние зарядки с постоянным током, при этом зарядный ток отслеживается по падению напряжения на внешнем чувствительном резисторе RSNS, который может принимать Сторона высокого / низкого уровня Режим подключения, RSNS подключается между выводами VCC и SNS при обнаружении тока на стороне высокого напряжения. RSNS подключается между выводами VSS и SNS при обнаружении тока низкой стороны.

2.2.3 Зарядка при постоянном напряжении

Когда напряжение зарядки достигает постоянного напряжения VREG, он переходит в состояние зарядки с постоянным напряжением. BQ2057 контролирует напряжение аккумуляторной батареи через контакты VBAT и VSS. Когда зарядный ток достигает порога завершения I (TERM), он прекращает зарядку. Когда напряжение аккумулятора ниже порогового напряжения перезарядки V (RCH), он начинает заряжаться автоматически. BQ2057 может не только осуществлять зарядку стандартным напряжением 4,1 В, 4,2 В, 8,2 В и 8,4 В, но также осуществлять зарядку нестандартным напряжением через частичное напряжение. Метод заключается в использовании значения частичного напряжения батареи, определяемого сопротивлением частичного напряжения, в качестве входа вывода BAT.

2.3 Контроль температуры батареи

BQ2057 непрерывно контролирует температуру аккумуляторной батареи, измеряя напряжение между выводами TS и VSS. Обычно используемый термистор используется в качестве датчика температуры и реализован в виде резистора делителя напряжения, как показано на рисунке 3-1. Сопротивление резистора деления напряжения можно рассчитать по параметрам. BQ2057 сравнивает это напряжение с внутренними пороговыми напряжениями V (TS1) и V (TS2), чтобы определить, разрешена ли зарядка. Поскольку внешнее парциальное давление и внутреннее предельное напряжение все относятся к VCC, на схему определения температуры не влияют колебания рабочего источника питания VCC. Когда вывод TS подключен к VCC или VSS, функция зарядки BQ2057 может быть отключена.

2.4 Индикация состояния зарядки

BQ2057 сообщает о текущем состоянии заряда через вывод STAT с тремя состояниями: высокий уровень заряда, низкий уровень заряда, сбой по температуре или высокий импеданс в спящем состоянии. Когда вывод STAT подключен к режиму обратного подключения с одним или двумя светодиодами, может быть реализована светодиодная индикация состояния зарядки, а порт STAT также может быть сопряжен с микроконтроллером прибора, а микроконтроллер реализует интеллектуальное управление прибором, идентифицируя три состояния порта STAT.

3. Типовая схема зарядного устройства.

Схема зарядного устройства, разработанная для BQ2057, проста и может широко использоваться в управлении питанием современных портативных электронных систем, что имеет смысл для компактной конструкции портативных электронных устройств.

Схема зарядки литиевой батареи, разработанная BQ2057, может обеспечивать зарядку одной или двух литиевых батарей. Рабочая мощность DC + выбирается в соответствии с напряжением литиевой аккумуляторной батареи. Рекомендуемое рабочее напряжение составляет 4,5 В ~ 18 В. Положительное напряжение аккумуляторной батареи - PACK + BAT. Вывод и вывод TS определяют значение деления напряжения термистора NTC аккумуляторной батареи через резистор деления напряжения, чтобы определить, является ли температура нормальной. BQ2057 может быть разработан для зарядки от PNP-транзистора или P-канального MOSFET, и его следует выбирать при выборе. Потребляемая мощность должна быть удовлетворительной при выборе.

4. Вывод

В нашем портативном электронном приборе мы выбрали схему зарядки литий-ионного аккумулятора 7,2 В прибора для проектирования микросхем BQ2057W. Схема зарядки очень проста. Весь процесс зарядки и отображение статуса осуществляется только BQ2057. Весь модуль управления питанием прост и надежен. Схема зарядного устройства полезна для проектирования электронных систем, требующих зарядки литиевых батарей.

Страница содержит содержимое машинного перевода.