ZHCUB47 june 2023 BQ24072 , LMR36520 , TLV62568 , TPS2116
在 TIDA-010932 中,電池充電和電池路徑管理由 bq24072 執行。bq24072 提供了一個低成本系統。該系統的特點是通過其電源路徑功能,具備獨立的電池充電和負載路徑,而無需任何外部 FET。該器件可通過專用引腳監控電池溫度,提供符合 USB 標準的浪涌電流和電流限制,并提供 PGOOD 和充電信號。
bq24072 是單電源輸入器件,由于成本原因,該設計專門選擇了該器件來替代雙輸入器件。節 2.2.4 中詳述的 bq24072 和 ORing 提供的功能與完全集成的雙輸入器件相同,但成本更低。TIDA-010932 的設計考慮到了終端產品可能具有不同的要求,以及簡化系統變更以適合單個系統的必要性。如果終端產品不使用 USB(或常規輔助電源),就不必使用 ORing 解決方案和第 2.2.2 節中詳述的 USB 相關組件。此時使用 bq24072 單輸入電源可實現成本更低的設計。在這種情況下,對應用使用雙輸入電池管理 IC 屬于過度設計,會引起不必要的成本投入或重大的設計變更。出于這些原因,bq24072 成為理想的低成本設計。
bq24072 具有電源路徑功能,允許電池作為主電源的補充,滿足高負載需求。此功能支持使用更小的主電源,從而進一步降低成本。
圖 2-9 顯示了為 TIDA-010932 選擇的設置和元件。bq24072 的最低推薦輸入電壓為 4.35V,VOVP 為 6.6V,最大絕對輸入電壓為 28V。該器件可將電池充電至 4.2V (VBAT(REG))。輸出被調整為 200mV 且電壓高于 VBAT(REG)。
圖 2-9 BQ24072 電路設計中選擇了一個較小的輸入電容器 (C7),因為 USB 2.0 規范要求電容低于 10μF,以便實現硬啟動。
bq24072 數據表建議的輸入電容范圍為 1μF 至 10μF。根據數據表建議,該設計選擇了 4.7μF 的電池輸入電容器 (C10)。4.7μF 的輸出電容器 (C15) 是數據表中建議的最低值。
為符合 USB 2.0 規范,必須將輸入電流限制在 500mA。bq24072 的 EN1、EN2 和 ILIM 引腳可實現可編程電流限制。根據數據表,EN1 設為“高”,EN2 設為“低”,以便對 500mA 電流限制進行編程。ILIM 不得保留為浮動,因為這樣做會禁用充電,因此將 ILIM 設為提供比 EN1 和 EN2 引腳更高的電流限制 (536mA),這樣可以使 EN1 和 EN2 電流限制成為優先的且更保守的限制。方程式 14 顯示了 TIDA-010932 中對 R13 使用的計算公式。
R14 連接到 ISET 引腳,可決定電池的快速充電電流水平 (IO(CHG)),如圖 2-9 所示。本參考設計中 R14 的計算公式如方程式 15 所示。但是,必須根據最終產品中使用的電池規范選擇快速充電電流。
凈 TS 用于監測具有內置熱敏電阻的電池包的電池溫度。如果使用 TS,則不得填充 R15。如果讓 TS 保持浮動且不使用溫度檢測,請使用 R15。10k 的值符合數據表中的建議。
引腳 TD 連接到 GND 以啟用充電器端接,并可選擇移除接地路徑并改為連接到 PWRIn。引腳 CE 連接到 DIP 開關。用戶可用該開關確定電池充電是否處于活動狀態。PGOOD 會在檢測到有效輸入電源時被拉到 BMOut,并且在輸入電源不在指定的限制范圍內時處于高阻抗狀態。PGOOD 可灌入的最大電流是 15mA,因此必須相應地選擇 R28 來確保 PGOOD 的灌電流不超過 15mA。TIDA-010932 在引腳 PGOOD 上使用 LED 指示燈 (D7)。
當電池充電時,引腳 CHG 被拉至 BMOUT,而在充電完成后或禁用充電器時,它處于高阻抗狀態。選擇的 R26 必須能夠確保 CHG 的灌電流不超過 15mA。TIDA-010932 在充電引腳上使用 LED 指示燈 (D3)。