BQ25756EVM控制器评估模块技术解析与应用指南

描述

Texas Instruments bq25756EVM控制器评估模块 (EVM) 是用于bq25756的完整评估系统。bq25756是一款降压-升压电池充电控制器,具有4.2V至70V宽输入范围和双向功能。Texas Instruments bq25756EVM的最大输入和输出为55V,最大充电电流为10A。

数据手册:*附件:Texas Instruments bq25756EVM控制器评估模块数据手册.pdf

特性

  • 同步开关模式降压-升压充电器,用于1节至14节电池配置,支持20A充电,具有10mA分辨率
  • 内置MPPT,可最大限度地提高太阳能电池板阵列的功耗
  • 宽输入和输出电压范围
  • 从电池(反向模式)输出4V至60V上电
  • 包括电感器自动检测,以优化电路性能
  • 此电路设计已经过测试并包含GUI和用户指南

板布局

电池充电

BQ25756EVM控制器评估模块技术解析与应用指南

一、产品概述

BQ25756EVM是德州仪器(TI)推出的评估模块,用于评估BQ25756芯片性能。该芯片是一款支持4.2V-70V宽输入范围的升降压电池充电控制器,具有以下核心特性:

  • 宽电压范围‌:输入4.2V-55V,输出最高55V(评估模块限制)
  • 大电流能力‌:支持最大10A充电电流
  • 双向功能‌:支持从电池反向供电
  • 多协议支持‌:兼容USB-PD扩展功率范围(EPR)标准

二、硬件架构分析

1. 电源拓扑结构

采用同步升降压DC/DC架构,集成:

  • 四组功率MOSFET驱动电路(SIR680LDP)
  • 可调开关频率200kHz-600kHz
  • 可选外部时钟同步功能

2. 关键接口设计

  • 电源接口‌:
    • J1(VIN):输入正极端子
    • J3(VBAT):电池连接端子
  • 通信接口‌:
    • J4(EXT_I2C):USB2ANY连接口
    • J5(I2C):EV2400连接口
  • 控制信号‌:
    • /CE:使能控制引脚
    • /INT:中断输出引脚

3. 保护电路

  • 输入过压/欠压保护(ACOV/ACUV)
  • 输出过流保护
  • 热折返保护
  • 看门狗定时器

三、典型配置参数

1. 默认硬件设置

参数单位
输入欠压保护10V
输入过压保护55V
最大输入电流8A
充电电流10A
开关频率250kHz
电池电压29.4V
输入电流检测电阻5

2. 跳线配置指南

跳线功能默认状态
JP17节电池反馈电阻安装
JP4默认充电电流电阻安装
JP9默认开关频率电阻安装
JP12栅极驱动电源选择引脚1-2短接
JP13控制器使能安装

四、评估系统搭建

1. 必要设备

  • 电源:40V/8A直流电源
  • 负载:四象限电源或电子负载
  • 测量设备:6台数字万用表
  • 通信适配器:EV2400或USB2ANY

2. 软件配置流程

使用BQSTUDIO(EV2400) ‌:

  1. 安装Battery Management Studio
  2. 下载BQ25756.bqz配置文件
  3. 连接EV2400至J5接口
  4. 启动软件并选择Charger模式

使用TI Charger GUI(USB2ANY) ‌:

  1. 连接USB2ANY至J4接口
  2. 访问TI Charger GUI在线工具
  3. 选择BQ25756设备
  4. 配置寄存器参数

五、设计文件参考

1. PCB关键参数

参数单位
板尺寸112×84mm
层数6
铜厚2oz
板厚62mil

2. 典型外围电路设计

  • 输入滤波‌:4.7μF陶瓷电容+10μF聚合物电容
  • 输出滤波‌:56μF低ESR聚合物电容
  • 栅极驱动‌:4.7μF去耦电容
  • 电流检测‌:5mΩ/1%精度电阻

六、安全注意事项

  1. 高压警告‌:
    • 所有端子在高电压下均视为带电危险
    • 建议使用隔离测试设备
    • 断电后需放电储能元件
  2. 热管理‌:
    • 功率级输出电流>5A时建议监控温度
    • 最大允许环境温度25°C(持续满功率)
  3. 接口隔离‌:
    • 数字接口未隔离,建议增加数字隔离器
    • 避免同时接触PC和评估板

七、应用场景

  1. USB-PD扩展功率应用‌:
    • 支持240W功率传输
    • 兼容最新EPR标准
  2. 多节电池充电系统‌:
    • 2-13节Li-Ion电池组
    • 2-14节LiFePO4电池组
  3. 工业电源系统‌:
    • 宽输入电压适配
    • 太阳能MPPT功能

该评估模块为开发人员提供了完整的测试平台,配合TI提供的软件工具可快速验证BQ25756在各种应用场景下的性能表现。特别需要注意的是高压操作时的安全防护措施,确保评估过程安全可靠。

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