高效集成:BQ25628/BQ25629电池充电管理IC技术解析

描述

Texas Instruments bq25628/bq25629电池充电器IC是高度集成的2A开关模式电池充电管理和系统电源路径管理器件,适用于单节锂离子和锂聚合物电池。该解决方案在系统和电池之间高度集成了内置电流检测、回路补偿、输入反向阻塞FET(RBFET、Q1)、高侧开关FET(HSFET、Q2)、低侧开关FET(LSFET、Q3)和电池FET(BATFET、Q4)。该器件采用窄VDC电源路径管理,将系统电压调节到略高于电池电压,但不降至可配置的最小系统电压以下。低阻抗电源路径优化了开关模式运行效率,缩短了电池充电时间,延长了放电阶段的电池寿命,超低0.15µA运输模式电流延长了电池保质期。具有充电和系统设置功能的I^2^C串行接口使bq25628和bq25629成为真正灵活的解决方案。

数据手册:*附件:Texas Instruments bq25628,bq25629电池充电器IC数据手册.pdf

bq25628支持各种输入源,包括标准USB主机端口、USB充电端口和符合USB标准的高压适配器。bq25629具有用于设置默认输入电流限制的ILIM引脚和用于控制热敏电阻偏置的TS_BIAS引脚。该器件符合用于输入电流和电压调节的USB 2.0和USB 3.0电源规范,并符合USB On-the-Go (OTG) 运行额定功率规范,高达2.0A。

Texas Instruments bq25628/bq25629为电池充电和系统运行提供各种安全特性,包括电池负温度系数热敏电阻监控、充电安全定时器以及过压和过流保护。当结温超过可编程阈值时,热调节可降低充电电流。STAT输出可报告充电状态和任何故障情况。其他安全特性包括针对充电模式和OTG升压模式的电池温度感应、热关断以及输入UVLO和过压保护。发生故障或状态改变时,INT输出会通知主机。bq25628和bq25629采用18引脚、2.5mm × 3.0mm WQFN封装。

特性

  • 高效率、1.5MHz、同步开关模式降压充电器,用于单节电池
    • 输入电压为5V时,输出电流低至25mA,效率大于90%
    • 充电终止范围为
    • 柔性JEITA曲线,可在整个温度范围内安全充电
  • BATFET控制,支持关断、运输模式和完全系统复位
    • 仅电池模式下的静态电流为1.5µA
    • 运输模式下0.15µA的电池漏电流
    • 关断模式下0.1µA的电池漏电流
  • 支持升压模式运行以为附件供电
    • 升压模式运行支持3.84V至5.2V输出
    • 对于5V PMID,升压效率大于90%,升压电流低至100mA
  • 支持各种输入源
    • 宽输入工作电压范围:3.9V至18V,绝对最大输入电压为26V
    • 通过输入电压调节 (VINDPM) 和输入电流调节 (IINDPM) 最大化电源功率
    • VINDPM阈值自动追踪电池电压
  • 电池高效运行,BATFET仅15mΩ
  • 窄VDC (NVDC) 电源路径管理
    • 无电池或电池电量耗尽系统瞬时启动
    • 适配器满载时电池补充
  • 灵活的自主或I^2^C控制模式
  • 集成12位ADC,用于电压、电流和温度监控
  • 高精度
    • ±0.4%充电电压调节
    • ±5%充电电流调节
    • ±5%输入电流调节
  • 安全
    • 热调节与热关断
    • 输入、系统和电池过压保护
    • 电池、转换器过流保护
    • 充电安全计时器

简化应用电路

开关模式

高效集成:BQ25628/BQ25629电池充电管理IC技术解析

产品概述

Texas Instruments推出的BQ25628和BQ25629是高度集成的2A开关模式电池充电管理IC,专为单节锂离子和锂聚合物电池设计。这两款器件采用紧凑的2.5mm×3.0mm WQFN-18封装,集成了输入反向阻断FET(RBFET)、高低侧开关FET以及电池FET(BATFET),为便携式设备提供了完整的电源管理解决方案。

关键特性‌:

  • 高效率1.5MHz同步降压充电器,5V输入时效率>90%
  • 3.9V至18V宽输入电压范围,支持最大26V输入
  • 可编程充电电压(3.5V-4.8V,10mV步进)和电流(40mA-2A)
  • NVDC(窄VDC)电源路径管理,支持无电池或电池耗尽时系统即时启动
  • 集成12位ADC用于电压、电流和温度监控
  • 超低静态电流:电池模式下仅1.5μA,船运模式0.15μA
  • 支持OTG(On-The-Go)输出,输出电压可调(3.84V-5.2V)

应用领域

BQ25628/BQ25629特别适合以下应用场景:

  • 消费类可穿戴设备(智能手表等)
  • 便携式扬声器和TWS耳机
  • 助听器及TWS充电盒

核心技术解析

1. 电源路径管理

这两款IC采用NVDC架构,通过BATFET将系统与电池分离。系统电压被调节至略高于电池电压,最低不低于可配置的最小系统电压。这种设计具有三大优势:

  1. 即时系统启动‌:即使电池完全耗尽或移除,系统仍可正常工作
  2. 动态电源管理‌:当适配器过载时自动降低充电电流,系统负载增加时电池可补充供电
  3. 高效运行‌:低阻抗路径优化了开关模式效率,缩短充电时间并延长电池寿命

2. 充电管理

BQ25628/BQ25629支持完整的充电周期管理,包括:

  • 涓流充电‌:针对深度放电电池(电压<2.25V)
  • 预充电‌:电流可编程(10-310mA)
  • 恒流充电‌:最大2A可调
  • 恒压充电‌:电压精度±0.4%
  • 终止充电‌:电流降至设定阈值(5-310mA)时自动停止

充电过程支持JEITA温度曲线,确保不同温度下的安全充电。内置安全定时器防止异常情况下的过充。

3. OTG功能

这两款IC支持两种OTG模式:

  • 升压OTG‌:通过升压转换器从电池提供稳压输出
  • 旁路OTG‌:电池直接连接PMID引脚,实现最高效率

OTG模式下输出电压可编程(3.84V-5.2V,80mV步进),最大输出电流2A,满足USB OTG规范要求。

4. 保护功能

全面的保护机制包括:

  • 输入过压保护(6.3V/18.5V可选)
  • 电池过压保护(可配置为VREG的103-105%)
  • 热调节和热关断
  • 充电安全定时器
  • 电池温度监控(通过外部NTC)

寄存器配置

BQ25628/BQ25629通过I2C接口(地址0x6A)提供灵活的配置选项,主要寄存器包括:

  1. 充电电流限制(REG0x02) ‌:40mA-2A可调
  2. 充电电压限制(REG0x04) ‌:3.5V-4.8V可调
  3. 输入电流限制(REG0x06) ‌:100mA-3.2A可调
  4. OTG电压设置(REG0x0C) ‌:3.84V-5.2V可调
  5. 最小系统电压(REG0x0E) ‌:2.56V-3.84V可调
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