TWS真无线耳机充电仓专用开关充电芯片BQ25618/9详解

BQ25618/9是TI为TWS耳机充电仓专门开发的一款三合一(保护,充电及升压)的IIC控制开关充电芯片。

其中BQ25618BQ25619在规格上一致,区别在于BQ25618采用的是小型化的DSBGA封装,0.4mm的管脚间距,对生产工艺有较高的要求,而BQ25619采用的稍大一点的WQFN封装 方便方便线路布板,器件的封装尺寸见下图一。

                                            

   我们从下面四个角度角度来了解这颗芯片:

                                      

                                                                                                图二                                                  

1: 降压充电功能:

a)      输入工作电压范围支持4-13.5V,瞬间浪涌电压可以支持到22V,可以很方便的支持5V,9V,12V工作系统。

b)     输入过压通过VAC脚检测,默认值OVP值为14.2V,通过IIC可以有四挡OVP值调节5.7 V/6.4 V/11 V/14.2,可以根据实际需求灵活调整。

c)      IIC编程设置输入过流保护点,范围可以从100mA到3.2A,最小步进电流是100mA。

d)     动态功率管理(DPM-Dynamic Power Management ),当输入电流超过输入过流保护点,而使得输入电压逐渐降低,当达到设定的电压跌落值时默认值为4.5V(3.9V-5.4V,可使用IIC设定,最小步进100mV),系统开始减少充电电流,从而保证输入电压维持在设定值。DPM功能可以很好的防止由于输入适配器带负载能力不够而造成的整个系统的瘫痪。

e)      具有自动输入检测功能,当检测到输入适配器插入,系统会自动关闭内置的升压电路。

 

2: 升压放点功能:

a)      当适配器插入,任然可以用PMID给耳机充电,此时电压为输入电压,升压停止工作。PMID_GOOD设计用来做输入过压过流保护的。

b)     PMID 脚是升压输出脚,输出电流最大为1A,输出电压支持4档(4.6V/4.75V/5V/5.15V)IIC可调,方便根据实际的需求降低输出电压,减小损耗。当只有电池的情况下,内置升压才开始工作,通过PMID输出相应的设定电压。

c)      PMID_GOOD脚是PMID电压的检测脚,当PMID 电压升到3.8V的时候,PMID_GOOD电平从低转为高,表示升压系统正常工作。如果发生过压(超过5.8V),电池侧过流(超过6A)的情况,PMID_GOOD会从高电平转为低电平,根据PMID_GOOD指示可以很容易驱动外置的PMOS做过压、过流时升压系统的切断,从而给系统叠加双重保护。外置保护电路可以参考如图三所示

                                                    

                                                                          图三

 

3:输出介绍

a)      充电电流最大1.5A, 同时具有20mA步进(20mA-1.5A 可编程)的充电截止电流,10mV的步进充电电压,可以使充电仓的电池充的更满。

b)     为了补偿截止电流的精度,让电池能够充的更满一些,BQ25618/9增加了TOP-OFF Timer功能,如下图四红色框所示,在系统侦测到充电截止后,还可以选择性的通过IIC增加充电时间(0,15min,30min,45min)。

c)      QON脚支持运输模式,在运输模式下,漏电流可以低至7uA。

d)     优化过的路径管理功能可以在即使电池过放或者电池断开的情况下,给系统供电。

e)      室温下的静态电流典型值为9.5uA,相较于开关充电芯片的漏电流下降70%以上。可以大大增加电池供电情况下的待机时间

f)       具有系统过压保护,电池过压、过流保护,电池过放保护,除了TS脚的过温保护外,还有芯片内部过温保护(150C关断)等完善的保护机制。

                          

                                                                      图四

 

4:PCB 布线介绍

     BQ25619优化管脚的位置,输入到输出更加简洁。以下为BQ25619的PCB layout走线指导:

a)      输入电容应尽可能靠近PMID引脚和GND引脚,并使用最短的走线连接。添加1nF小尺寸(例如0402或0201)的去耦电容,去除高 频率噪声和改善EMI。

b)     电感输入引脚应尽可能靠近SW引脚放置。最小化走线的铜面积以降低电场和磁场辐射,

注意走线要满足最大电流(见图五中黄色箭头所示的功率回路)。SW走线不要用多层连接,防止寄生电容造成开关瞬间的尖峰电压过高。

c)      将输出电容器靠近电感和芯片,接地需要与IC的地用最短的走线相连。

d)     将小信号地与功率地分开布线,单点接地,或使用0电阻将小信号地连接到功率地。

e)      去耦电容必须用最短的线摆放在IC管脚附近。

f)       将IC背面的裸露散热焊盘焊接到PCB上,确保在IC的正下方有足够的散热孔,并连接至接地层,以帮助散热。

                                                               图五

 

以下是BQ25619的参考资料:

http://www.ti.com.cn/cn/lit/ug/sluuc27a/sluuc27a.pdf

http://www.ti.com.cn/product/cn/BQ25619

  • BQ25618/9芯片有几点非常喜欢,具有自动输入检测功能,当检测到输入适配器插入,系统会自动关闭内置的升压电路;室温下的静态电流典型值为9.5uA,相较于开关充电芯片的漏电流下降70%以上。可以大大增加电池供电情况下的待机时间。

  • 输入工作电压范围支持4-13.5V,这点可以满足不同的电压需求,自动输入检测功能也相当的方便。在系统侦测到充电截止后,还可以选择性的通过IIC增加充电时间,这个功能更具有选择性,更加人性化。在输出上的保护是我比较喜欢的,之前有用过其它家的充电芯片,貌似在手册上没有看到过温保护的。附:第2条的小标题是不是错了,不应该是“2: 升压放点功能”,应该是“2: 升压放电功能”。

  • 室温下的静态电流典型值为9.5uA,相较于开关充电芯片的漏电流下降70%以上。

  • BQ25618采用的是小型化的DSBGA封装,0.4mm的管脚间距,对于芯片的焊接工艺就需要有严格的要求。室温下的静态电流典型值为9.5uA,相较于开关充电芯片的漏电流下降70%以上。可以大大增加电池供电情况下的待机时间。待机时长主要是看电池的功率大小。相对蓝牙耳机的市场现状,电池的功率都非常的小,待机时长还有待发展。

  • 现在真无线蓝牙耳机我觉得最大的瓶颈一个是在耳机的工作时间,另一个就是充电仓充电时间和储电能力,BQ25618/9芯片解决现有很多蓝牙耳机充电仓无法实现快充的问题,这将大大缩短充电时间,对用户来说是最好的体验。

  • TI在电源IC这块真的做的非常好,TWS无线耳机现在是热门,TI能进入这一块给无线耳机充电赋能不少。这篇文章讲了IC的工作原理和参考设计,还包括layout,真的是良心,相信这给无线耳机的开发者提高了很大的帮助,减小入门门槛,会有越来越多的无线耳机厂家进来,促进产业进步。再来说下这个IC的特点,输入电压4-13.5V,能很好的适应5V 9V 12V充电场景,最厉害的是静态电流做到了9.5uA,这就表示待机损耗几乎可以忽略不计。保护这一块也做的相当齐全,基本能想到的保护都有。

  • BQ25618/9芯片在优化过的路径管理功能可以在即使电池过放或者电池断开的情况下,给系统供电,这就避免了因为断电所导致系统的不稳定性,而且具有系统过压保护,电池过压、过流保护,电池过放保护,除了TS脚的过温保护外,还有芯片内部过温保护(150C关断)等完善的保护机制。这使得产品在开发运用上更便捷和具有保障!

  • 现在的蓝牙耳机大多采用耳机盒充电方式,此种方式大大节约了耳机的体积,但是此种耳机一直困扰的就是低功耗,虽然耳机盒可以随时给耳机充电,但是耳机的功耗过高导致的充电次数频繁依旧是一个很头疼的事。确实挺难受的。但是无论怎么说,技术的发展和芯片低功耗的日趋完善,我相信蓝牙耳机会有很大的市场。TI在电源IC这块真的做的非常好,TWS无线耳机现在是热门