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基于BQ24060的锂离子电池充电器的设计
发布时间:2018-02-23 阅读：次 [打印文章] [关闭窗口]
如何改进设计才能确保充电器在安全散热范围内正常工作，TI公司的锂离子电池充电专用芯片BQ24060，引入了热调节环路，可避免充电器过热，给工程师设计安全的充电器提供了方便。BQ24060内部芯片温度达到预定义的温度阈值后(如110℃)，IC温度只要进一步提升就会让充电电流下降，这有助于限制功耗，并为充电器提供热保护。使结温升高到热调节的极大功耗取决于PCB板布局、散热通孔的数量以及环境温度。从图3中看出，1．2 s之后，热环路会在2 s以内将有效充电电流从1．2 A降到600 mA。
采用BQ24060专用芯片设计的充电器，其充电过程如图4所示，充电器从预充电阶段转向快充模式时，充电电流IBAT受芯片结温TJ的限制而缓慢上升，其间经历了一个热调节过程后，充电电流IBAT达到快充电流，进入恒流充电状态，此后结温开始下降，保证了充电器工作于安全状态。
如果非理想的工作条件引起IC结温达到极限值Tj，充电循环激活内部控制回路系统将被调节，并控制其它充电控制回路，进而减小充电电流，直到IC结温小于Tj，使IC工作于安全温度下。
热调节通常在快充早期阶段进行，不过如果在CV模式下它仍然工作的话，充电电流电感器生产就会过早达到充电终止阈值。为了避免错误充电终止，只要散热调节回路在工作，电池充电终止功能就会被禁用。此外，有效充电电流降低会延长电池充电时间。如果充电安全计时器有固定设置的话，就会过早终止充电。BQ24060采用动态安全计时器控制电路，能在热调节阶段有效延长安全时间，并尽可能降低安全计时器的故障几率。从图5中可以看出，热调节模式下的安全计时器的响应与有效充电电流成反比。
外部热敏电阻RT1和RT2可以用来设置选择温度控制充电窗口，如图6所示。假设RTH和RTC是热敏电阻的高低温极限值，RT1和RT2是负温度系数热敏电阻，则RT1和RT2可以用如下公式计算，先计算RT2，然后将RT2代入计算RT1：
对于某热敏电阻，如果0℃和45℃对应的阻值分别为27．28 kΩ和4．912 kΩ，代入上面两式，得：
4．2 快充电流750 mA的设计
快电感器原理充电流的设置是通过调节BQ24060的第6脚ISET端与地Vss间的阻抗RISET的值来决定的，其计算公式如下：
通过查BQ24060的电特性表可得VSET=2．5 V，KSET=335，当，IOUT=O．75 A时，可得：
因此，在BQ24060的第6脚ISET端与地间连接了一个1．13 kΩ电感器生产的电阻，如图6所示。
4．3 5h安全计时器工作时间的设计
BQ24060的安全计时器工作时间是通过设置其第2脚TMR与地间的阻抗RTMR来决定的。其计算公式如下：
通过查BQ24060的电特性表可得KCHG=0．1 h／kΩ，则当TCHR=5h时，有RTMR差模电感=5／0．1=50 kΩ。因此，在BQ24060的第2脚TMR与地间连接了一个49．9 kΩ的电阻，如图6所示。
5 PCB设计
BQ24060采用有利于散热的MLP封装形式，这种封装形式可提供一个热端面，通过直接焊接的方式使IC与印刷线路板间有效热接触，可靠焊接后，通过热传递PCB就相当于一个蓄热装置。这样在设计PCB时就可以合理优化设计，从而最大限度地保证良好的热传导路径和蓄热特性，从而使系统获得极佳的热稳定性能。本着就近原则，在电源输入端与地之间一般放置一个1 μF以上的陶瓷电容，以加强高频滤波，并有利于充电器短暂热插拔。该设计放置了一个4．7μF的陶瓷电容，最好通过过孔直接与地层相连。该电容值应大于电源输出端放置的电容值。在电源输出端放置一个2．2μF的电容，同样在布板时该电容要求就近与电源输出端相连，并要求短距入地，最好通过过孔直接与地层相连。BAT和ISET端间，放置一个0．47 μF的陶瓷电容，有助于回路的稳定性。在布板时，所有小电一体电感器流的地应与大电流地相互隔离，可采用单点地技术使小信号地与大信号地连接，在走线时要注意小信号地与大信号地的前后关系，避免共模干扰。Cirrus CS4953xx多标准音频处理和后处理解决方 Cirrus公司的CS4953xx是32位音频DSP系列,工作频率150MHz,在片内的ROM中包括所有主流音频处理代码,从而节省了外接存储器和代码存储.不需要昂贵的外接SDRAM存储器就能完成Do
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