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时间:2019-06-18
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1、用于高端手持设备的低成本充电管理芯片BQ24070应用设计引言 BQ24070是TI(德州仪器公司)基于BQTINYIII产品衍生出来的低成本单节锂电池线性充电管理芯片,支持USB和交流适配器充电模式,符合预充-恒流-恒压-涓充的充电过程;它具有DPPM(动态功率路径管理功能),因此支持深度放电电池充电(插入交流适配器后不需要等待即可正常开机)和使用小功率交流适配器充电的应用,自动功率补偿、调整充电电流和系统电流分配关系,最大程度保证系统的正常工作;具有电池温度检测功能,在电池处于过冷或者过热的环境中充电时保护电池,避免损坏;支持高达1
2、.5A充电电流,具有充电时间设置功能,避免电池长时间充电而损坏。BQ24070是20引脚3.5mmx4.5mmQFN,小巧紧凑的封装形式节省PCB板空间。 适用范围:个人媒体播放器,多媒体手机,游戏机,PDA和其他手持设备。图1DPPM功能简图功能设计DPPM功能 动态功率路径管理(DPPM)是指当交流适配器或者USB电源提供的电流不足以满足电池充电和系统供电时,BQ24070的DPPM单元将进行下面两个操作: 1)当Vout引脚电压降到1.15×VDPPM时(VDPPM即在RDPPM电阻上的电压),BQ24070就会降低电池充电电
3、流,阻止交流适配器或者USB电源电压的下降,将电源中的更多电流分配给系统—称为浅度DPPM模式。 2)如果降低充电电流、甚至将所有充电电流都分配给系统,依然不能满足系统电流需求时,使得Vout电压继续下降,当Vout电压跌到预先设定电压值时,BQ24070就会从电池中自动抽取部分电流补充给系统,即Q2导通,Q2的最大电流通流量为4A—称为深度DPPM模式。DPPM工作原理 通过设置DPPM引脚对地的电阻阻值即可完成,当系统电流与充电电流之和大于交流适配器或者USB电源最大输出电流时必然会引起交流适配器或者USB电源电压的跌落(当电源过
4、载时,电源会进入限流模式,即电流会恒定到某一数值,但是电压会逐渐下降),于是BQ24070的DPPM单元会检测OUT引脚的电压,当Vout电压等于VDPPM设定值时,DPPM单元开始工作。DPPM设置准则 通常设置一个正确的DPPM值是需要遵循如下要求: 1)VDPPM=系统最低工作电压值+0.5V,假如系统可以允许的最低工作电压为3.3V,那么最低的电压设置至少应在3.8V以上。 2)RDPPM值需在27K~36K±1%范围。 RDPPM计算公式: RDPPM=VDPPM/(IDPPM×SF) 其中VDPPM为预设值,例如3
5、.8V IDPPM=100mA SF=1.15DPPM其他功能(可用于单独关断充电管理单元操作) 当交流适配器或者USB电源在位时,通过将DPPM引脚悬浮,可以达到单独关断充电管理单元的目的,不影响其他单元工作,交流适配器依然向系统供电,但是在此模式下DPPM功能被关断,所以如果适配器电流不足以供给系统,需要从电池中抽取电流补充到系统中时,电池向系统供电的阈值取决于OUT引脚电压是否跌落在电池电压以下,如果Vout电压低于Vbattery电压,则电池开始向系统供电。入口电源和充电模式选择 当MODE引脚=1时,选择交流适配器模式为
6、电池充电,同时从适配器中抽取电流给系统供电。 当MODE引脚=0时,选择USB电源模式为电池充电,同时从USB电源中抽取电流给系统供电。 当USB电源和适配器电源都不在位时,自动选取电池作为系统的供电电源。充电电流设置 当电池电压低于典型值3V,芯片开始:预充(Vbat<3.0V)-恒流(Vbat>3.0V)-恒压(Vbat接近4.2V)-涓充(Vbat=4.2V)全系列过程。 当电池电压低于4.1V但是大于3V时,芯片自动进入:恒流-恒压-涓充过程。 当充电电流小于中止时充电电流ITERM设定值时,充电过程结束。 1)交流适
7、配器输入模式(MODE引脚=High),通过设定ISET1引脚对地的电阻阻值实现。 快充电流设置: ICHG=VSET×KSET/RSET 其中当ISET2引脚=High,VSET=2.5V;当ISET2引脚=Low,VSET=1.25V;KSET=425 预充充电电流: IPRECHG=(VPRECHG×KSET)/RSET其中VPRECHG=0.25V;KSET=425 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,
8、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=ITE
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