德州仪器BQ25173-Q1EVM线性充电器评估模块技术解析

描述

Texas Instruments bq25173-Q1EVM线性充电器评估模块 (EVM) 设计用于评估和测试bq25173-Q1器件的各种工作模式。bq25173-Q1EVM包含bq25173-Q1 IC和bq25173-Q1 IC以及操作该评估板所需的支持电路。2.5V和5V设置仅需一个外部电源,对应1S和2S。充电电压VREG可设置为四个值:2.5V和5V(J7)以及7.5V和10V(R18和R17)。Texas Instruments bq25173-Q1EVM的充电电流由R3 (ISET) 值设置,电流范围为10mA至800mA。JP3选择400mA的固定值。

数据手册:*附件:Texas Instruments bq25173-Q1EVM线性充电器评估模块数据手册.pdf

特性

  • 完整的解决方案,用于评估能够为1节至4节超级电容器提供高达800mA充电电流的小尺寸线性充电器
  • 板上设有两个超级电容器,2节电池配置,每个电容器10F 2.5V,在5V电压下总共5F
  • 可在10mA至800mA的宽范围内调整充电电流,还可提供400mA的固定选项
  • 可为1S和2S设置电压
    • 使用跳线设置2.5V和5V
    • 使用电阻器和短路焊盘设置3S和4S电压

板布局

充电电流

德州仪器BQ25173-Q1EVM线性充电器评估模块技术解析

一、产品概述

BQ25173-Q1EVM是德州仪器(TI)推出的用于评估BQ25173-Q1 IC性能的评估模块,该模块包含BQ25173-Q1 IC、LDO TPS7B8133和支持电路。这款线性充电器专为1-4节超级电容设计,具有以下核心特性:

  • 宽输入电压范围‌:3V至18V工作输入电压,耐受电压高达40V
  • 可编程充电电流‌:通过外部电阻设置10mA至800mA充电电流
  • 多电压输出‌:支持2.5V、5V、7.5V和10V四种充电电压配置
  • 安全特性‌:支持从0V开始充电,具备完善的保护功能

二、硬件架构分析

1. 核心组件

  • 主控芯片‌:BQ25173-Q1线性充电IC
  • 辅助电源‌:TPS7B8133QDRVQ1 LDO稳压器(提供3.3V辅助电源)
  • 储能元件‌:两个10F/2.7V超级电容串联组成5F/5V电容组

2. 关键接口设计

  • 电源接口‌:
    • J1(VIN/GND):外部电源输入,最大工作电压18V
    • J2(OUT+/GND-):超级电容连接端子
  • 控制接口‌:
    • JP2(CE):充电使能控制(默认ON)
    • JP3:充电电流设置(固定400mA或通过R3调节)
    • JP7:电压选择(2.5V/5V)

3. 保护电路

  • 输入过压保护(OVP):触发阈值18V-40V
  • 热关断保护:125°C开始降额,150°C完全关闭
  • 状态指示:PG(电源正常)和STAT(状态)LED

三、典型配置参数

1. 默认硬件设置

参数配置值说明
充电电压5V通过JP7选择2S配置
充电电流400mA通过JP3选择固定模式
输入电压6V推荐工作电压
超级电容5F/5V两个10F电容串联

2. 跳线配置指南

跳线功能默认状态
JP1辅助电源选择IN位置
JP3充电电流设置Fixed(400mA)
JP6板上电容连接安装
JP7电压选择2S/5V

四、评估系统搭建

1. 必要设备

  • 电源:6V/400mA以上直流电源(测试用)
  • 负载:电池模拟器或实际超级电容
  • 测量设备:电压表、电流表
  • 上位机工具:Battery Management Studio

2. 测试流程

  1. 连接输入电源至J1,负载至J2
  2. 设置所有跳线为出厂默认状态
  3. 断开JP6以使用外部电容
  4. 开启电源观察充电状态:
    • PG LED亮表示电源正常
    • STAT LED灭表示正在充电
  5. 模拟故障条件测试保护功能

五、设计要点

1. 充电电压设置

  • 2.5V/5V‌:通过JP7选择
  • 7.5V/10V‌:需安装R18/R17电阻并断开板上电容

2. 充电电流编程

  • 固定模式‌:JP3短接Fixed引脚(400mA)
  • 可调模式‌:JP3短接ADJ引脚,通过R3电阻设置(10mA-800mA)

3. 热管理注意事项

  • 高输入输出压差和大电流条件下器件会发热
  • 器件表面温度可能超过55°C,操作时需注意
  • 热调节从125°C开始,150°C完全关闭

六、典型应用场景

  1. 智能电表‌:后备电源管理
  2. 条码扫描器‌:超级电容充电
  3. 便携医疗设备‌:可靠的能量存储
  4. 行车记录仪‌:断电保护电源
  5. 工业传感器‌:无线节点的能量收集

七、安全警告

  1. 高压警告‌:所有端子在高电压下均视为带电危险
  2. 热表面警告‌:某些组件工作时温度可能超过55°C
  3. 静电防护‌:建议将评估模块存放在防静电袋中
  4. 超级电容选择‌:充电电压不得超过电容额定电压

该评估模块为开发人员提供了完整的测试平台,可快速验证BQ25173-Q1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,以及热管理方面的设计考量。

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