Texas Instruments bq25968开关电容快速充电器是一套采用开关电容器架构且效率达97%的高效6A电池充电解决方案。该架构和集成式FET经过优化，实现50%的占空比，这就允许电缆电流是向电池提供的电流的一半。此功能可以降低充电线上的损失，以及限制应用温度升高。

数据手册：*附件：Texas Instruments bq25968开关电容快速充电器数据手册.pdf

双相架构提高了充电效率，降低了输入和输出电容要求。当与主充电器（如bq25790）配合使用时，该系统通过CC、CV和端接预充电以最低功率损耗实现最快的充电速度。两相架构可降低输入电容器要求并减少输出电压纹波。当与标准充电器（如bq2589x）配合使用时，该系统通过CC、CV和端接预充电以最低功率损耗实现最快的充电速度。

Texas Instruments bq25968集成了所有必要的保护功能，确保安全充电。这些特性包括输入过压和过流保护、输出过压和过流保护、电池和电缆温度检测以及监测裸片温度。该器件包括一个12位高效模数转换器 (ADC)，用于提供总线电压、总线电流、输出电压、电池电压、电池电流、总线温度、电池温度、裸片温度以及管理适配器或移动电源电池充电所需的其他计算测量。

特性

• 功率级效率高达97%，实现6A快速充电
• 正在申请专利的开关电容充电器架构，优化实现50%的占空比
  • 输入电压为电池电压的两倍（3.5V至4.65V）
  • 输出电流为输入电流的两倍（高达4.5A）
  • 降低电缆的功耗
• 集成的可编程保护特性，实现安全操作
  • 输入过压保护 (BUS_OVP)
  • 输入过电流保护 (BUS_OCP)，带可调节警报
  • 输入过压，具有外部OVP FET（VAC_OVP高达17V）
  • 电池过压保护 (BAT_OVP)，带可调节警报
  • 输出过压 (VOUT_OVP)
  • 输入过电流保护 (BUS_OCP)，带可调节警报
  • IBAT过流保护 (BAT_OCP)，带可调节警报
  • 开关MOSFET逐周期电流限制
  • 电池温度监控
  • 连接器温度监控
• 可编程设置，用于系统优化
  • STAT、FLAG和MASK选项，用于中断
  • ADC读数和配置
• 集成16位高效模数转换器 (ADC)
  • 总线电压：±0.5%
  • VOUT电压：±0.5%
  • -0.4%至0.2% BAT电压，具有差分感应
  • ±1.5%BAT电流 (6A时，带外部RSENSE)
  • BAT温度：±1%
  • BUS温度：±1%
  • 裸片温度：±4°C

简化应用

BQ25968：高效6A开关电容快速充电器技术与应用解析

引言

随着智能手机、平板电脑等便携式设备对电池容量和充电速度要求的不断提高，快速充电技术已成为现代电子设备不可或缺的一部分。德州仪器（TI）推出的BQ25968是一款采用开关电容架构的高效、大电流单节电池快速充电器，其独特的双相架构和高达97%的转换效率，为高功率快充系统提供了理想的解决方案。

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一、BQ25968核心特性概述

1. 高效开关电容架构

• 转换效率高达97% ，支持6A快速充电。
• 专利待审的开关电容架构 ，优化为50%占空比工作模式：
  • 输入电压为电池电压的2倍（3.5V至4.65V）
  • 输出电流为输入电流的2倍（最高4.5A）
  • 显著降低充电线缆上的功率损耗

2. 全面的集成保护功能

• 输入过压保护（BUS_OVP）
• 输入过流保护（BUS_OCP），支持可调报警
• 外部OVP FET支持VAC_OVP（最高17V）
• 电池过压保护（BAT_OVP）与可调报警
• 输出过压保护（VOUT_OVP）
• 电池过流保护（BAT_OCP）
• 温度监控（电池、连接器、芯片结温）

3. 高精度ADC监测系统

• 集成16位有效精度ADC，提供多路关键参数监测：
  • VBUS、VAC、VOUT、VBAT电压
  • IBUS、IBAT电流
  • TSBUS、TSBAT、TDIE温度

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二、系统架构与工作原理

1. 开关电容功率级

BQ25968采用双相开关电容架构，每相由四个开关管（Q1–Q4）和一个飞跨电容（CFLY）组成。通过50%占空比的交替开关，实现输入电压的二分压和输出电流的倍增，从而在保持高效率的同时降低输入输出电容的要求。

2. 与主充电器协同工作

BQ25968通常作为“从充电器”与如BQ25890等主开关充电器配合使用。在电池电压低于3.5V时由主充电器进行预充电；当电池电压达到3.5V后，系统通过PD协议协商提升输入电压，启用BQ25968进行大电流快充；在接近满电时再切换回主充电器进行恒压/涓流充电。

3. 智能适配器通信

设备通过I²C接口与主机（如MCU）通信，实时调整保护阈值、读取ADC数据，并通过PD控制器与智能适配器进行电压/电流协商，实现动态功率调节。

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三、关键设计要点

1. 外部元件选型建议

• 飞跨电容（CFLY） ：每相推荐使用3–4个22μF电容，如Murata GRM18BR61A226ME15。
• 输入/输出电容 ：低ESR陶瓷电容，靠近引脚布局。
• 电流检测电阻 ：支持2mΩ或5mΩ，精度影响IBAT_ADC读数。

2.布局与散热建议

• 电源路径（VBUS、PMID、VOUT）尽量短而宽。
• 飞跨电容尽量靠近芯片引脚，减少开关噪声。
• 使用散热过孔连接芯片底部焊盘至PCB接地层。

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四、典型应用场景

1. 智能手机快充系统

• 配合PD适配器，实现最高6A的电池充电电流。
• 支持Type-C接口与PD协议通信。

2. 平板电脑与大容量设备

• 可并联两个BQ25968（主从模式）以分担电流、降低损耗。
• 支持更高功率输入（如20V/3A）转换为10A电池电流。

3. 电源银行（Power Bank）

• 支持双向快充，兼顾输入与输出高效率。