BQ21061EVM评估模块使用指南

在可穿戴设备和小型电子设备的设计中，电池充电管理是一个关键环节。TI的BQ21061EVM评估模块为工程师提供了一个便捷的方式来评估BQ21061集成电池充电管理IC的性能。今天，我们就来详细了解一下这个评估模块。

文件下载：BQ21061EVM.pdf

一、评估模块概述

BQ21061EVM是针对BQ21061集成电池充电管理IC的评估套件。BQ21061集成了可穿戴设备中最常见的功能，如线性充电器、稳压输出/负载开关、带定时器的手动复位以及船运模式功能。

1.1 评估模块特性

• 线性电池充电器：具备500mA的线性电池充电能力，为电池提供稳定的充电电流。
• 高精度电池调节电压：通过I2C可配置电池调节电压，精度达到0.5%，确保电池充电的准确性。
• 可配置终止电流：终止电流可低至0.5mA，满足不同电池的充电需求。
• 可编程热充电曲线：具有可配置的热、温、凉和冷阈值的可编程热充电曲线，根据电池温度调整充电策略。
• 电源路径管理：能够为系统供电并同时为电池充电，实现电源的有效管理。
• 超低功耗船运模式：船运模式下电池Iddq仅为10nA，延长电池的保质期。
• 可配置负载开关或LDO输出：一个I2C可配置的负载开关或150mA LDO输出，提供灵活的电源输出选项。
• 按钮唤醒和复位输入：具备一个按钮唤醒和复位输入，并带有可调节的定时器。
• I2C通信控制：通过I2C进行通信控制，方便工程师进行参数配置和监控。

1.2 I/O描述

评估模块上有多个跳线连接，不同的跳线设置具有不同的功能，以下是部分跳线的说明：	Jumper Name	Description	Setting
J1	Micro USB connector (optional for VIN)	NA
J2, J3	Board connector to other modules	NA
J4	External LDO ON	Not Connected
J5	TS potentiometer connector	Connected
J11	VIO connector to VDD or 3p3V	Connect VDD to VIO
J12	/LP connector to GPIO or VIO	Connect /LP to VIO
J13	/CE connector ro GPIO or VIO	Connect /CE to VIO

同时，文档还给出了评估模块的推荐工作条件，例如：	Symbol	Description	MIN	TYP	MAX	Unit
Supply voltage, V VBUS	Input voltage from AC adapter		5	20	V
Battery voltage, V BAT in charge mode	Voltage applied at V BAT terminal		4.2		V
I BAT	Fast charging current		0.5		A

二、测试总结

2.1 测试设备

进行测试需要以下设备：

• 电源（PS#1、PS#2）：Keithley 2400电源或等效电源。
• 示波器（SC#1 - SC#3）：4通道示波器。
• 计算机：带有至少一个USB端口和USB电缆。
• 软件：从TI下载bqStudio，该软件支持Microsoft® Windows® 7和Windows 10操作系统。

2.2 充电模式

充电模式的连接步骤如下：

1. 电源PS#1连接到BQ21061的VIN，电压设置为5V。
2. 电源PS#2连接到BQ21061的VBAT，电压设置为3.7V。
3. 示波器通道SC#1连接到VIN，SC#2连接到VPMID，SC#3连接到VBAT。
4. 先打开电源PS#2，再打开电源PS#1。当/CE引脚跳线断开（J13拔掉，导致设备内部下拉，充电启用）、TS保持默认配置且无其他故障时，VPMID将上升到≈4.5V，设备开始充电。 若要调整充电电流或更改其他参数，可将EV2400连接到评估模块，然后启动bqStudio，选择Charger_1_00-bq21061.bqz，点击“Read Register”读取所有寄存器，并在Field View中进行更改。

2.3 船运模式

进入船运模式的操作如下：

1. 关闭VIN（PS#1）。
2. 确保/LP引脚连接到VIO（J12），并且VIO通过J11连接到VDD。
3. 读取所有寄存器，点击Shipmode Enable复选框（寄存器0x35的位B7）进入船运模式。当PMID（SC#2）上的电压降至0V时，表明已进入船运模式。

2.4 警告

警告标签用于指示与MCU通信时出现的故障。

2.5 比较表

文档还给出了BQ21061的一些默认参数，例如默认PMID电压、输入电流限制默认值等，通过对比这些参数，工程师可以更好地了解该芯片的性能。		BQ21061
Default PMID voltage when adapter is present	4.5 V (can be adjusted through I2C)
Input current limit default	500 mA
VINDPM	Disabled
Warm battery discharge	Yes (up to 20 mA)
Wake from Shipmode timer	125 ms
VINUVLO (battery present)	3.15 V
Device ID	0x3A

三、电路板布局、原理图和物料清单

3.1 电路板布局

文档提供了从顶层覆盖层、顶层、信号层到底层等多个层面的PCB布局图，还包括焊盘掩膜和钻孔图等，这些布局图有助于工程师了解评估模块的物理结构和布线情况。

3.2 原理图

原理图展示了BQ21061低Iq电池充电器与电源路径管理的电路结构，以及评估模块的跳线连接器、接口连接器、用户菜单开关和LDO等部分的连接方式，为工程师进行电路分析和设计提供了重要参考。

3.3 物料清单

物料清单详细列出了评估模块上各个元件的信息，包括元件编号、数量、值、描述、封装参考、零件编号、制造商以及替代零件编号和制造商等。例如：	Designator	Qty	Value	Description	Package Reference	Part Number	Manufacturer	Alternate Part Number (1)	Alternate Manufacturer (1)
C1	1	4.7uF	CAP, CERM, 4.7 uF, 10 V, +/- 20%, X5R, 0402	0402	GRM155R61A475 MEAAD	MuRata
D1, D2, D3, D4	4	Red	LED, Red, SMD	Red LED, 1.6x0.8x0.8mm	LTST-C190CKT	Lite-On
J1	1		Connector, Receptacle, Micro-USB Type B, R/A, Bottom Mount SMT	Micro USB receptacle	105017-0001	Molex

通过这份物料清单，工程师可以方便地进行元件采购和替换。

总之，BQ21061EVM评估模块为工程师提供了一个全面的平台来评估BQ21061芯片的性能。在实际设计中，工程师可以根据文档中的详细信息进行测试和开发，以满足不同应用的需求。大家在使用过程中遇到过什么问题或者有什么独特的经验，欢迎在评论区分享讨论！