深入解析bq25970 PWR893评估模块：从特性到测试全流程

引言

在电子设备的开发过程中，电池充电管理是一个至关重要的环节。TI的bq25970 PWR893评估模块（EVM）为工程师们提供了一个便捷的平台，用于评估高度集成的电池开关在单节锂离子和锂聚合物电池充电应用中的性能。本文将详细介绍该评估模块的特性、测试所需的设备和软件、测试流程，以及电路板布局、原理图和物料清单等内容，帮助工程师更好地使用这个评估模块。

文件下载：BQ25970EVM-893.pdf

一、EVM特性

1.1 基本功能与适用范围

bq2597x评估模块是一个完整的充电器模块，专为评估WCSP封装的高度集成电池开关而设计，适用于广泛的智能手机和平板电脑中的单节锂离子和锂聚合物电池。它能够满足不同设备对电池充电的需求，为产品开发提供了有力支持。

1.2 设备数据手册

该模块对应的设备数据手册为SLUSD72A，EVM标签为BQ25970EVM - 893 001。通过参考数据手册，工程师可以获取更详细的特性和操作信息。

1.3 接口板需求

需要注意的是，此EVM不包含EV2300或EV2400（EV2x00）接口板。若要对EVM进行评估，必须单独订购EV2x00接口板。

1.4 配置方式

EVM上有两个bq25970，用户可以根据下一节描述的跳线设置，将EVM配置为单个bq25970或并行bq25970操作。这为不同的测试需求提供了灵活性。

二、I/O描述

2.1 跳线连接

表2列出了PWR893 EVM Header Jx的连接情况，包括VBUS输入端子（J1）、VOUT/PACK - 输出端子（J2）和I2C EV2x00 I2C 4 - 针连接器（J3）等。这些连接在单设置和并行设置下有所不同，工程师需要根据实际需求进行正确配置。

2.2 EVM跳线连接

表3详细列出了EVM跳线JPx的分流安装情况，涵盖了VAC引脚连接选择、OVPGATE引脚连接选择、BATP连接选择等多个方面。不同的设置会影响模块的工作模式和性能，因此在测试前需要仔细检查跳线设置。

2.3 推荐操作条件

表4给出了该EVM的推荐操作条件，包括电压、电流和温度等参数的范围。例如，VAC和VBUS的最大电压为12V，VOUT的范围为3 - 6V，最大输出电流为8A，工作温度范围为 - 40°C至85°C。在测试过程中，必须确保设备在这些推荐条件下运行，以保证测试结果的准确性和可靠性。

三、测试总结

3.1 设备需求

3.1.1 硬件设备

• 电源供应（PS）：需要一个能够提供12V、4A（或更高）的电源。如果电源没有电流和电压显示，还需要单独的电流计和电压表来测量输入电流和电压。
• 电池模拟器：可以使用Kepco负载BOP 20 - 12 M，DC 0至±20V，0至±8A（或更高），或等效设备。同样，如果电子负载没有电流和电压显示，需要额外的测量仪器。
• 仪表：需要六个Fluke 75万用表（或等效或更好的设备），也可以使用四个等效电压表和两个等效电流表，电流表必须能够测量8A以上的电流。
• 计算机：一台至少有一个USB端口的计算机，并安装了bq25970EVM评估软件（bqStudio）。
• EV2x00通信套件：EV2x00基于USB的PC接口板。

3.1.2 软件需求

从http://www.ti.com/tool/bqstudio下载bqstudio，并按照安装步骤进行安装。该软件支持Microsoft® Windows® XP和Windows 7操作系统。

3.2 设备设置

按照以下步骤进行设备设置：

1. 将PS设置为7.5V DC输出，电流限制为3A或更高，然后关闭电源。
2. 将PS的输出连接到J1（VAC和GND）。
3. 打开电池模拟器，设置为恒定电压模式，输出为3.6V，关闭负载，将负载连接到J2（VOUT和GND）。
4. 使用USB电缆将EV2x00 USB接口板连接到计算机，并使用4 - 针电缆将I2C端口连接到J3。
5. 打开计算机，启动Battery Management Studio（bqStudio），选择Charger和bq25970评估软件。

3.3 测试程序

1. 确保完成设备设置步骤。
2. 启动bq258970 EVM GUI软件（如果尚未启动）。
3. 打开PS和电池模拟器。
4. 测量输入和输出参数：
   • 输入：VAC(TP1) = 7.5V ± 0.2V，VBUS(TP4) = 0V，I_VBUS = 0A。
   • 输出：VOUT (TP 17) = 3.6V ± 0.2V。

3.4 通信验证

1. 点击Read按钮，应显示Device ACK OK。
2. 在EVM软件中，选择Field View，指定正确的设备“I2C Address”，如CC(66)等。
3. 再次点击Read按钮，应显示Device ACK OK。
4. 在EVM软件中进行必要的更改：
   • 选择Disable Watchdog Timer。
   • 将VAC OVP设置为14V或更高，并确保VAC OVP Status正常。
   • 确保VBUS too low for converter to start和VBUS too high for converter to start都正常。
5. 点击Read按钮，观察Fault框，应显示一切正常。

3.5 充电器模式验证

1. 选择Charge Enable。
2. 启用充电后，输出电流应为输入电流的两倍。
3. 通过增加输入电压，输入电流和输出电流应同时增加，且输出电流始终为输入电流的两倍。
4. 取消选择Charge Enable（禁用充电）。
5. 测量J3和J5的电流，两者都应变为零安培。
6. 关闭并断开负载。
7. 关闭并断开PS。

四、电路板布局、原理图和物料清单

4.1 电路板布局

通过图5 - 图10展示了该EVM的电路板布局，包括顶层、中间层和底层。合理的电路板布局对于模块的性能和稳定性至关重要。

4.2 PCB布局指南

• VBUS走线应尽可能短而宽，以适应大电流。
• 尽量减少连接器的损耗，因为这些连接器的损耗会对总功率损耗产生显著影响。
• 在暴露的散热垫下使用过孔进行散热。
• 为VBUS、PMID和VOUT放置低ESR旁路电容，电容应尽可能靠近设备引脚。
• CFLY焊盘应尽可能小，CFLY电容应尽可能靠近设备，以减少EMI。
• 将所有安静信号连接到AGND引脚。
• 将所有电源信号连接到GND引脚。
• 避免信号走线中断电源平面。

4.3 原理图

图13和图14展示了该EVM的原理图，为工程师理解模块的电路结构提供了重要参考。

4.4 物料清单

表5详细列出了BQ25970EVM - 893的物料清单，包括元件的数量、值、描述、零件编号和制造商等信息。工程师可以根据这些信息进行元件的采购和替换。

五、总结

通过本文的介绍，我们对bq25970 PWR893评估模块有了全面的了解。从模块的特性和配置，到测试所需的设备、软件和流程，再到电路板布局、原理图和物料清单，每个环节都对模块的评估和应用起着重要作用。在实际使用过程中，工程师需要严格按照推荐的操作条件和测试流程进行操作，确保测试结果的准确性和可靠性。同时，合理的电路板布局和元件选择也有助于提高模块的性能和稳定性。你在使用类似评估模块的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。