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集成PWM开关控制器的快速充电管理器 BQ2954
类别:传感与控制  
 
BQ2954是德州仪器公司生产的集成PWM开关控制器的快速锉电池充电管理器芯片。

(1)特性

BQ2954在充电过程中,采用了PWM技术对充电电压和充电电流进行控制,能够有效地降低系统功耗,其工作频率可以通过外接电容进行设置。BQ2954还能对铿电池提供有效的保护,只有当铿电池的电压和温度都满足设定条件时,芯片才转人快速充电模式。如果电池电压低于电压的下限,BQ2954将自动转入涓流充电模式。

BC夕954的充电过程分为两个阶段:第一阶段为恒流充电阶段;第二阶段为电压控制阶段。恒流充电阶段能够完成可充电池容量的70%,剩余的30%则在电压控制阶段完成。BQ2954具有显示充电过程和充电故障状态的特性,因而可使用户准确及时地掌握充电器和锉电池的工作状态。BQ2954还具有以下特点:

采用PWM技术控制充电电流和充电电压;

可对高端/低端电流进行检测编程控制;

可通过设置最小充电电流来控制快充过程;可采用预充电模式来检测电池故障;

可通过设定温度和电压值来保证充电质量;

可直接驱动LED以显示充电状态。

(2)内部电路与引脚功能

BQ2954采用16脚DIP或SOIL封装形式。其内部电路框图如图所示,各引脚功能见下表.

(3)应用电路

BQ2954的充电状态的显示是通过两个发光二极管LED,和LEDZ来实现的。通过16脚-可以设置3种不同的显示模式。DSEL/LED,和CSEL/LEDZ是双功能引脚:驱动LED时,该脚作为驱动信号的输出端;作编程控制引脚时,则作为编程信号输人端。正常上电后BQ2954锁存DSEL和CSEL引脚上的编程控制信号。当充电电流低于I~时,LED,和LEDZ将显示电池已经充满。当充电电流低于最小充电电流阑值1MIN时,快速充电过程结束。

快速充电电流由电流检测电阻RsNs决定:RsNs=0.25 V/ImAxo式中,IMAX是恒流充电阶段时的电流值。

BQ2954通过VBAT弓}脚上的电压来监测电池的插人和取出状态。当VBAT介于电压上限(VHCO二V REG+0.25 V)和电压下限(V,M=0.8 V)之间时,电路认为电池处于插人状态。如果VRAT超出这个范围,则认为电池尚未插人BQ2954将转人电池监测状态。当电池从充电器中取出后,VBAT将降至VL.OC以下。

可以通过TM引脚上的RC网络对最大充电时间t一进行设置:tMTO二500RC,设置范围在1小时至24小时之间。推荐C取值0 .1μF。

开关频率由TPWM脚和Vss引脚之间的外接电容CPWM决定fpwm=(1 X 10-4)/CPWM一般情况下,典型的工作频率值为100 kHz,故CPWM可选取0.001μF的小体积金属化电容。

采用BQ2954设计的可对1--4节铿电池进行充电的高效铿电池充电器原理图如图所示。