锂离子充电控制器

发布日期:[09-01-09 23:24:32] 浏览人次:[]

1 概述

bq2954是美国TI公司生产的锂离子电池充电控制芯片。该芯片在充电过程中,采用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。另外,该控制芯片还能对锂离子电池提供有效的保护,只有当锂离子电池的电压和温度都满足设定条件时,芯片才转入快速充电模式。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;bq2954是利用外接热敏电阻来检测电池温度的。它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撑握充电器和锂离子电池的工作状态。

2 特点和引脚功能

2.1特点

bq2954锂离子电池充电控制芯片具有以下特点:
●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。
2.2引脚功能

bq2954采用16脚窄DIP或SOIC封装形式,它的各引脚排列如图1所示,各引脚功能如下:

TM(引脚1):充电时间编程信号输入端。通过该引脚上的电阻和电容可以设置最大充电时间;

CHG(引脚2):充电控制端。通过该端可以检测电池是否充满或是否从充电器中移走。当电池充满、移走或发生故障时,芯片内部的开路输出端将呈现低电平;

BAT(引脚3):电池电压信号输入端;

VCOMP(引脚4):电压环路补偿端。通过外接RC网络来稳定充电电压;

ICOMP(引脚5):电流信号补偿端。通过外接RC网络来稳定充电电流;

ITERM(引脚6):充电模式选择端。用于设置快速充电模式中止信号IFULL和IMIN

SNS(引脚7):充电电流检测信号输入端。通过该脚的外接检测电阻可对电池电流进行检测;

TS(引脚8):温度检测信号输入端。用于检测电池的温度,并可通过外接电阻分压网络来设置温度上限和下限阈值;

TPWM(引脚9):PWM工作频率设置端。PWM工作频率由外接定时接地电容来设置;

BTST(引脚10):电池检测信号输出端。当充电器中的电池被取出后,该端将被置为高电平;

LCOM(引脚11):LED公共输出端;

Vss(引脚12):接地端;

Vcc(引脚13):接5V偏置电源端。

MOD(引脚14):充电电流控制信号输出端。该端为脉宽调制推挽输出端,用于控制充电电流的大小。当MOD为低电平时,充电电流将被中止;

LED1/CSEL(引脚15):充电状态输出端1/充电电流检测位置选择端。用于设定充电电流检测端位于电池高端还是低端;

LED2/DSEL(引脚16):充电状态输出端2/充电检测状态显示模式选择端。

3 bq2954的原理功能

bq2954的内部功能框图如图2所示。

3.1充电算法和充电条件检测

bq2954采用两阶段快速充电算法。第一阶段的充电电流保持恒定,在VBAT引脚上的电压VBAT上升到内置阈值VREG时,充电过程转入第二阶段,此时,电压保持恒定(VBAT=VREG),当充电电流低于编程设置的IMIN阈值时,快速充电过程结束而转入充电完成状态。
在电池插入充电器后,接通电源即可进入一个新的充电周期。首先,检测待充电池的温度是否在允许的温度范围内。如果温度不满足充电要求,bq2954将保持在S01状态,即“Qualification”状态,直到待充电池的温度和电压满足要求。在充电过程中,若电池温度过高(“HOT”状态),bq2954将自动进入S04状态,即“Done”状态,并通过LED显示故障状态,同时中断充电电流。如果电池温度过低(“COLD”状态

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