BQ24007、BQ24008是单电池锂离子充电管理集成电路,具有定时功能,适用于PDA和互联网设备

元器件信息   2022-11-21 09:35   169   0  

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特征

具有FET通晶体管和反向阻塞肖特基和热保护的高度集成解决方案

定时器启用功能,当与负载共享充电电流或电池不存在时,允许主机禁用充电定时器并终止

可编程充电电流集成电压和电流调节

高精度电压调节(±1%)

适用于带焦炭或石墨阳极的单电池锂离子电池组的低损耗线性充电器设计

高达1.2-A的连续充电电流

预处理和快速充电期间的安全充电计时器

集成电池调节,使深度放电的电池恢复,并在充电初期将散热降至最低

充电前和充电过程中的可选温度或输入功率监测

驱动单色、双色或双色LED或主机处理器接口的各种充电状态输出选项

按最小电流和时间终止充电

低功耗睡眠模式

包装:5mm×5mm MLP(bq24007)或20导TSSOP电源板

应用

PDA系统

互联网设备

MP3播放器

数码相机

说明

bq2400x系列集成电路是先进的锂离子线性电荷管理设备,用于高度集成和空间有限的应用。它们结合了高精度电流和电压调节;场效应晶体管和反向阻塞肖特基;电池调节、温度或输入功率监测;充电终止;充电状态指示;以及小包装中的充电计时器。

bq24007和bq24008提供定时器启用功能,允许主机在与负载共享充电电流或电池不存在时禁用充电定时器。此功能非常适用于移动电话、PDA和internet设备等应用程序。

bq2400x使用外部热敏电阻测量电池温度。出于安全原因,bq2400x禁止充电,直到电池温度在用户定义的阈值内。或者,用户可以监视输入电压以限定充电。bq2400x系列然后分三个阶段给电池充电:预处理、恒流和恒压。如果电池电压低于内部低电压阈值,bq2400x使用低电流预充电来调节电池。预处理计时器提供额外的安全性。预处理后,bq2400x向蓄电池施加恒定的充电电流。外部感测电阻器设置电流的大小。恒流相位一直保持到蓄电池达到充电调节电压。然后,bq2400x转变为恒压相。用户可以为带有焦炭或石墨阳极的电池配置设备。在工作结温度和电源电压范围内,电压调节精度优于±1%。

通过最大时间或最小锥电流检测终止充电,如果电池电压低于内部充电阈值,bq2400x会自动重新开始充电。

功能框图

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典型特征

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应用程序信息

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*如果TMR SEL引脚保持浮动(3小时时间),则应在TMR SEL和CR之间安装一个10 pF电容器。

*如果微过程正在监视STAT管脚,则可能需要在反馈中添加一些滞后,以防止STAT管脚在超过锥形检测阈值(通常小于半秒)时循环。请参阅SLU083 EVM或SLU113 EVM,了解用于STAT管脚的附加电阻器。

应用信息功能描述

bq2400x支持一个精确的电流和电压调节锂离子充电系统,适用于带有焦炭或石墨阳极的电池。典型充电曲线见图13,操作流程图见图14和15。

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充电确认和预处理

当电池供电时,bq2400x开始充电循环。充电确认基于蓄电池电压和APG/THERM输入。

如方框图所示,内部低电压比较器输出可防止对耗电严重的电池进行快速充电。设置时,充电电流由专用预充电电流源提供。预充电定时器限制预充电持续时间。预充电电流还可以在充电的初始阶段最小化通电元件的散热。

APG/THERM输入也可以配置为使用热敏电阻监测适配器电源或电池温度。如果此输入超出用户设置的限制,bq2400x将暂停收费。有关更多详细信息,请参阅APG/THERM输入部分。

定时器启用功能

逻辑TRM EN启用或禁用充电安全计时器。此引脚上的低电平信号启用计时器(充电和锥形)。高电平输入使定时器失效,并允许充电器连续工作。当此输入过高时,不提供充电终端。请注意,无论此输入的状态如何,预处理计时器都将保持活动状态。

在充电周期内,TRM EN输入可以随时更改。此引脚上的从低到高转换可重置计时器。

APG/THERM输入

bq400x通过测量APG/THERM(适配器电源良好/热敏电阻)和GND之间的电压,连续监测温度或系统输入电压。对于温度,负或正温度系数热敏电阻(NTC,PTC)和外部分压器通常会产生该电压。(参见图16。)bq2400x将该电压与其内部VandV阈值进行比较,以确定是否允许充电。

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如果充电器设计包含热敏电阻,则使用以下两个方程计算电阻分压器RT1和RT2。

首先,计算RT2。

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然后使用电阻值查找RT1。

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式中:

VB=VCR(偏压)

RH=热敏电阻在所需热跳闸阈值下的电阻

RC=所需冷跳闸阈值下热敏电阻的电阻

VH=VP2或较低的APG跳闸阈值

VC=VP2或APG上限跳闸阈值

RT1=分压器串中的顶部电阻器

RT2=分压器串中的底部电阻器

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电阻R1和R2的值可以使用以下公式计算:

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其中V(APG)是APG/THM管脚处的电压。

现行法规

当电池组电压低于调节电压时,bq2400x提供电流调节。电流调节回路有效地放大了参考信号Vilim和外部感测电阻RSN之间的误差。

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电荷电流反馈,通过引脚ISNS应用,保持在Vilim阈值附近的调节。以下公式计算感应电阻的值:

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其中,IREG是所需的充电电流。

电压监测与调节

电压调节反馈是通过引脚电压感应。此输入直接连接到电池组的正极。bq2400x用焦炭(4.1V)或石墨(4.2V)阳极支撑电池。引脚VSEL选择充电调节电压。

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费用终止

bq2400x继续充电循环,直到两种可能的终止条件之一终止:

最大充电时间:bq2400x通过引脚TMRSEL设置最大充电时间。TMR选择引脚允许用户在三个不同的总充电时间计时器(3、4、5或6小时)之间进行选择。充电计时器在充电的预处理阶段之后启动,并在新充电周期开始时重置。注意,在故障情况下,如APG/THERM输入信号超出范围或热关机,bq2400x暂停定时器。充电计时器激活只有当TMR EN输入低时。

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最小电流:bq2400x在电压调节阶段监测充电电流。一旦电流低于taperdet跳闸阈值,bq2400x启动22分钟计时器。22分钟计时器到期后,快速充电终止。

充电状态显示

这两个可用选项允许用户为单个LED(bq24007)或双色LED(bq24008)配置充电状态显示。输出级是bq24007和bq24008的图腾柱。下表总结了三个选项的操作:

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热关机

bq2400x监控模具的结温TJ,如果TJ超过165°C,则暂停充电。当TJ降至155°C以下时,充电恢复。

详细说明

功率场效应管

集成晶体管是一种P沟道MOSFET。功率场效应晶体管具有反向阻塞肖特基二极管,可防止电流从外到内流动。

当结温上升到大约165°C时,内部热感应电路关闭功率场效应管。热感应电路中存在滞后现象。设备冷却约10°C后,功率场效应管重新开启。功率场效应晶体管继续循环关闭和打开,直到故障消除。

电流感

bq2400x通过感应ISNS引脚上通过外部感应电阻产生的电压降来调节电流。感测电阻器必须放置在电源电压(Vcc)和IC输入(插脚)之间。

电压感测

为了达到最大的电压调节精度,bq2400x使用了VSENSE引脚上的反馈。从外部看,该引脚应尽可能靠近电池端子。为了增加安全性,在VSENSE和OUT引脚之间连接一个10-kΩ的内部上拉电阻器。

定时器启用

逻辑TMR EN启用或禁用充电安全定时器。此引脚上的低电平信号启用计时器。高电平输入使定时器失效,并允许充电连续工作。当此输入过高时,不提供充电终端。请注意,无论此输入的状态如何,预处理计时器都将保持活动状态。

热信息

热增强TSSOP-20

热增强PWP封装基于20针TSSOP,但包括一个热垫(见图20),以在IC和PWB之间提供有效的热接触。

传统上,表面安装和动力是相互排斥的。各种各样的缩小到220型封装已形成的海鸥翅膀,使其适用于表面贴装应用。然而,这些软件包有几个缺点:它们不能满足当今许多先进系统的非常低的要求(<2 mm),而且它们不能提供足够高的pin数以适应不断增加的集成。另一方面,传统的低功耗表面贴装封装需要降低功耗,这严重限制了许多高性能模拟电路的可用范围。

PWP封装(热增强TSSOP)结合了细间距表面贴装技术和热性能,可与更大的功率封装相媲美。

PWP组件的设计是为了优化到PWB的传热。由于TSSOP封装的尺寸很小,质量也很有限,因此可以通过改善从组件中带走热量的热传导路径来实现热增强。热垫采用引线框架设计(正在申请专利)和制造技术形成,以向用户提供与发热IC的直接连接。当焊盘焊接或以其他方式与外部散热装置耦合时,可以可靠地实现超薄、细间距、表面贴装封装中的高功耗。

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由于传导路径得到了增强,因此功率耗散能力取决于PWB设计中的热因素。例如,简单地添加一个局部铜平面(散热片表面),它耦合到热垫上,使得PWP封装在自由空气中耗散2.5w。(参考图22(a),8 cm的铜散热片和自然对流)增大散热片的尺寸将增大组件的功率耗散范围。通过在PWB/IC组件中添加气流,可以进一步提高功耗限制。(见图22(b)和22(c)图21和22中在0.3厘米处画的线表示在建议的最小散热器尺寸下的性能。

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包装材料信息

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