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| 电池充电控制器/选择器电路bq24700及其应用 | |||||
作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2007-5-11  |
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1引言 bq24700是德州仪器（TI）公司生产的一种带有DPM的电池充电控制器与选择器IC。这种高度集成的器件适合对锂离子电池充电，尤其适合于在笔记本电脑等便携式电子产品中应用。 bq24700利用固定频率电压型PWM控制器，精确控制电池充电电流和电压。其选择器支持电池适应性调节和电池记忆周期（learncycle）。IC的DPM功能，可使电池充电时间减至最短。对于枯竭或积滞电池，bq24700还具有报警功能。 2主要特点及推荐工作条件 21主要特点 下面介绍bq24700的主要特点: 1）采用24脚TSSOP型封装，引脚排列如图1所示（引脚功能结合应用电路介绍）。 2)DPM可使电池充电时间最短。当选择AC墙上适配器作为系统电源时，电池充电电流（IBAT）等于适配器提供的电流（IADPT）与系统电流（ISYS）之差值，（即IBAT=IADPT－ISYS）。如果系统消耗的电流加电池充电电流超过适配器限制电流，IC的DPM功能将会减小电池充电电流。当系统电流减小时，一个附加电流将流向电池，使电池充电电流增加，从而减少充电时间。 3）充电电流控制精度达±2％，充电电压控制精度为±5％，适合对锂离子电池（串联）组充电。 4）充电电流和充电电压限制可编程。 5）集成选择器支持系统电源、电池或墙上适配器的手控选择。选择器通过脚3（ACSEL）的选择功能，支持电池调整和电池记忆功能。ACSEL功能在逻辑高电平输入时自动选择AC电源（AC适配器）；在逻辑低电平输入时则选择电池作为电源。 6）对于枯竭电池能提供报警功能。 7）300kHz的集成PWM控制器在适配器电压高于电池电压时，在降压变换器应用中操作是理想的。当适配器电压降低到电池电压以下时，可用于组成单端初级电感变换器（SEPIC）工作。 8）睡眠模式下，电流仅约为15μA。 22推荐工作条件 1）电源电压（Vcc）： ——模拟与PWM工作电为7V～30V; ——选择器工作电压为4.5V～30V； 2）脚ACN负AC电流感测电压为7V～30V； 3）脚ACP正AC电流感测电压为7V～30.2V； 4）脚SRN负电池电流感测电压为5V～18V； 5）脚SRP正电池电流感测电压为5V～182V； 6）工作环境温度（TA）为－40℃～85℃。 3典型应用电路 31笔记本电脑充电管理电路 采用bq24700设计的笔记本电脑的电池充电电路如图2所示。该电路是一个降压变换器拓扑结构，适用于电池电压低于适配器电压（VADPT）的情况。 在图2所示的应用电路中，系统以墙上适配器作为电源，bq24700的电源电压来自脚22（VCC）。IC的脚21为PWM输出控制，可驱动降压变换器高端的一只P沟道MOSFET（Q1）。PWM控制器以电池浮置电压（VBAT）、电池充电电流（ICH）和适配器充电电流（IAPDT）3个参数为基础，对电池充电电流进行闭环控制。适配器电流通过电阻器R5感测，并经脚11（ACN）和脚12（ACP）差分输入到IC内部的电流误差放大器。电池充电电流通过电阻器R6，并通过脚16（SRP）和脚15（SRN）输入到IC内部的差分放大器。电池浮置电压经R7和R9组成的电阻分压器检测，通过脚13（BATP）输入到IC内部的电压误差放大器。上述3个开路集电极跨导（gm）放大器都在IC内部与100μA偏置电流源的脚10（COMP）相连。脚10上的电压是PWM比较器的控制电压，通过与内部300kHz振荡器的锯齿波比较，为PWM驱动提供占空因数。脚10与地之间连接的阻容元件，组成补偿网络。 bq24700的脚1（ACDET）通过外部电阻分压器检测适配器电源的存在。当该脚上的电压低于1.2V时，IC进入睡眠状态，PWM控制器关闭，使脚23（BATDRY）输出低电平，脚24（ACDRV）输出高电平。系统电压经R14和R15组成的电阻分压器检测后输入到脚18（VS），脚18上的电压可表征系统电压。如果脚18上的电压比脚13上的电压高得多，由脚23（BATDRV）驱动的P沟道MOSFETQ3则截止，从而使电池在过电压条件下得到保护。脚20（VHSP）上的电容器，C4可为MOSFET提供稳定的电压。当VCC≥15V时，VHSP为VCC的1/2；当VCC<15V时，VHSP为零；当VCC>20V时，为防止启动期间使MOSFET过冲击，脚20和VCC之间应串接一只18V的齐纳二极管。 脚9（BATSET）用来设定电池浮置电压。该脚为高阻抗输入，既可通过键盘控制器DAC驱动，也可以在脚7接一电阻，分压后输入到该脚。在通常情况下，要求VBATSET>10V。脚4（BATSEP）上连接400kΩ和100kΩ的电阻器，用来设定耗尽电池电平。当脚4上的电压低于12V时，意味着电池枯竭，并通过脚19（ALARM）报警。只要电池耗尽条件存在，脚19就一直输出高电平，发送报警信号。同时，bq24700自动切换到适配器电源。 除出现电池枯竭情况外，当选择器输入与输出不匹配时，bq24700也会报警。 当脚8（ENABLE）为“1”时，PWM控制器工作，开始充电；当脚8（ENABLE）为“0”时，停止充电。脚6（ACSET）为适配器电流输入门限，该输入门限在DPM启动时设定系统电流电平。 在图2所示的充电电路中，充电电流IBAT为： 适配器电流IADPT为： 32单端初级电感变换器（SEPIC）充电电路 由bq24700组成SEPIC拓扑结构，如图3所示。不论电池电压与适配器电压相比高低如何，都对电池连续充电，从而扩大了适配器电压利用范围。一只低端N沟道开关MOSFET，替代了在降压变换器拓扑结构中的高端P沟道MOSFET。两个源极连接在一起的两只P沟道MOSFET，用作电池选择开关，以阻止在适配器电压较低时，电池通过IC内部电路放电。这种充电电路的缺点是输出纹波电流较大，需用较大容量的负载电容器。 作者简介：周立凯（1946－），男，1970年毕业于山东工学院，高级工程师，中国电子学会会员，历任山东临沂半导体厂副厂长、临沂市电子仪表研究所所长等职，长期从事电子技术应用研究与生产。 |
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在VSRSET可编程（最大值是25V）。
VACSET同样也可以编程。
