BQ25960H 高集成度开关电容并联电池充电控制器技术解析

描述

Texas Instruments bq25960H并行电池充电器是一款峰值效率为98.1%的8A电池充电解决方案,采用开关电容架构,适用于1节锂离子电池。开关电容架构允许电缆电流为充电电流的一半,从而减少电缆功率损耗并限制温度上升。双相架构可降低输入和输出电容要求并提高了充电效率。当与BQ2589x或BQ2561x等主充电器一起使用时,系统可在恒定电流 (CC) 和恒定电压 (CV) 模式下,以低功耗实现从涓流充电到充电终止的完整充电周期。

数据手册:*附件:Texas Instruments bq25960H并联电池充电器数据手册.pdf

Texas Instruments bq25960H通过内部 MOSFET支持5A旁路模式充电(以前称为电池开关充电)。旁路模式充电路径中的Rdson为21mΩ,用于大电流操作。集成的旁路模式可向后兼容5V快速充电适配器,从而为1节电池充电。该器件通过集成驱动器和多路复用控制支持外部N-FET的双输入配置。它还允许具有单个N-FET的单输入或无外部N-FET的单输入。

特性

  • 峰值效率达98.1%的开关电容并联充电器支持8A快速充电
  • 正在申请专利的两相开关电容架构经优化可实现超高效率
    • 输入电压为电池电压的2倍
    • 输出电流是输入电流的2倍
    • 减少输入电缆的功率损耗
  • 集成5A旁路模式快速充电
    • 21mΩ的Rdson 充电路径电阻支持5A输入和5A输出充电电流
  • 用于在快速充电和USB On-The-Go (OTG)/反向 TX模式期间选择输入源的双输入电源多路复用控制器
  • 为外部OVP GaN FET和OVP N-FET提供栅极驱动信号
  • 支持最小1.2V的I^2^C上拉
  • 支持宽输入电压范围
    • 高达12.75V的工作输入电压
    • 带可选外部ACFET时最大40V输入电压,不带外部ACFET时最大20V输入电压
  • 通过双通道同步BQ25960H运行实现并联充电,充电电流最高可达13A
  • 集成的可编程保护特性,实现安全操作
    • 输入过压保护 (BUSOVP) 和电池过压保护 (BATOVP)
    • 输入过流保护 (BUSOCP) 和电池过流保护 (BATOCP)
    • 输出过压保护(VOUTOVP)
    • 输入欠流保护 (BUSUCP) 和输入反向电流保护 (BUSRCP) 可检测适配器断开并防止升压
    • 电池和连接器温度监控(TSBAT_FLT和TSBUS_FLT)
    • 结温过热保护 (TDIE_FLT)
  • 可编程设置,用于系统优化
    • 中断和中断掩码
    • ADC读数和配置
    • 主机控制用报警功能
  • 集成16位ADC,用于电压、电流和温度监控

简化示意图

锂离子电池

BQ25960H 高集成度开关电容并联电池充电控制器技术解析

一、产品概述

德州仪器(TI)推出的BQ25960H是一款具有突破性效率的开关电容架构并联电池充电控制器,专为单节锂离子电池设计。该器件采用36引脚DSBGA封装(2.55×2.55mm),具有以下突出特性:

  • 行业领先的98.1%峰值效率‌,支持8A快速充电
  • 创新的双相开关电容架构‌,实现输入电流仅为充电电流一半
  • 集成5A旁路模式‌,提供21mΩ低阻抗充电路径
  • 双输入电源多路控制器‌,支持USB On-The-Go(OTG)/反向传输模式
  • 宽电压工作范围‌:4.2V-36V输入,最大40V耐压(带外部ACFET时)

二、核心技术创新

1. 开关电容架构优势

BQ25960H采用专利待决的双相开关电容拓扑,通过电压转换比实现:

  • 电缆功耗降低50% ‌:输入电流仅为电池充电电流的一半
  • 高效率转换‌:双相工作减少输入/输出电容需求
  • 热管理优化‌:显著降低充电过程中的温升

2. 智能工作模式

  • 开关电容模式‌:高效2:1电压转换,支持8A充电
  • 旁路模式‌:直接连接路径支持5A充电,兼容传统5V适配器
  • 无缝过渡‌:根据输入条件自动切换工作模式

3. 双输入电源管理

  • 集成ACFET/RBFET驱动电路
  • 支持单输入/双输入配置
  • 输入源自动选择与切换

三、关键参数与性能

1. 电气特性

参数条件典型值
输入电压范围工作范围4.2-36V
最大输入耐压带外部ACFET40V
充电电流开关电容模式8A(max)
旁路模式阻抗Rdson21mΩ
静态电流使用外部VCC25μA

2. 保护功能

  • 电压保护‌:输入/输出/电池过压(OVP)及欠压(UVP)
  • 电流保护‌:输入/输出过流(OCP)及欠流(UCP)
  • 温度保护‌:电池/连接器/结温监测
  • 反向电流保护‌:防止能量回灌

四、市场应用前景

BQ25960H特别适合以下应用场景:

  • 高端智能手机‌:支持超快充电协议
  • 便携医疗设备‌:高效率延长电池寿命
  • 工业手持终端‌:宽输入电压适应能力
  • 无人机电池系统‌:高功率密度设计
打开APP阅读更多精彩内容
声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉

全部0条评论

快来发表一下你的评论吧 !

×
20
完善资料,
赚取积分