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[参考译文] BQ25306:或 BQ24171或 bq24640:锂离子电容器充电器? 哪些保护电路?

Guru**** 1142300 points
Other Parts Discussed in Thread: BQ24171, BQ25306, BQ24640, TPS3840, BQ25173
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1345816/bq25306-or-bq24171-or-bq24640-lithium-ion-capacitor-chargers-which-protection-circuits

器件型号:BQ25306
主题中讨论的其他器件:BQ24171BQ24640TPS3840BQ25173

大家好、TI 支持团队、感谢您的帮助! 很抱歉、如果我的问题已经在其他地方被问及、但我找不到问题的答案。 我对 PMIC 充电器世界也有点陌生!

我目前正在尝试设计单节锂离子电容器(LIC)充电器电路。 我计划使用此电容器作为独立电路上的主要电源

许可证数据表: datasheet.lcsc.com/.../2109031130_CDA-LIB1840Q4R0118_C2891403.pdf

特性:

  • 2.5V < Vcap < 4V
  • 6A 额定电流、最大40A
  • 1100F ~í a 450mA (4V 至2.5V 放电)
  • 对于锂离子电池、不允许放电低于低电压限制(2.5V)
  • 自放电比传统 EDLC 更低

电路特性:

  • 完全独立:电路上无 I2C、无 USB、无人工或用户访问
  • RC 可设置的充电电压(此处为4V、但如果我将来使用另一个电容器、我可以更改该电压)。 电流相同
  • 主电路可以在充电期间运行或关断、无偏好
  • 主电压= 9V (低 Iq 升压转换器将添加到电路中)
  • 当达到电压下限时电容器断开和电流消耗较低(~1µA、如果可能)

我很难找到适合此类应用电压和电流要求的充电电路! 到目前为止、我已经看到 BQ25306充电器可能满足了我的一些需求、具有 RC 可设置的充电电压。  BQ24171似乎也是一种选项、可能会更复杂一点。 两者也具有有限的充电电流(最大3A 至4A)。 我也发现超级电容器充电器 bq24640、但"睡眠"电流似乎过高(对于 EDLC 电容器、25µA 较低、但对于 LIC 来说问题更大)

考虑到这一切,我仍然有一些问题:

  • 这些电路是否会用作 LIC 充电器电路?
  • 如果我使用 bq24640、我能否将一个高功率低反向电流二极管与充电路径串联(考虑压降)以在充电电路进入睡眠模式时减小充电电路的返回电流?
  • 我可以添加哪个保护电路来确保 对电容器至少进行自定义的 OVP (4V)、UVP (2.5 - 2.7V)和欠压充电? 过流充电和放电是可选的、但需要注意(相同的要求、如果可能、可设置 RC)。

再次感谢!

日尔曼

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    尊敬的 Germain:

    我建议使用具有反向阻断二极管的 BQ24640来减少泄漏。  请参阅 https://www.ti.com/lit/pdf/slva829上解决此充电器系列泄漏电流问题的应用手册

    我不知道有任何独立/RC 可设置的保护 IC。  因此、您必须设计由 SVS 电路控制的串联 PMOS FET: https://www.ti.com/power-management/supervisor-reset-ic/overview.html。

    此致、

    杰夫

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    Jeff、您好!

    感谢您的回答、但很抱歉这么晚才回复! 我最终意识到、无论如何我都会对充电器 IC 的输入具有电流限制(我必须使用的连接器不能处理超过2到3安培的电流)。 为了降低 BOM 成本和原理图复杂性、 如果可能、我会使用 BQ25306。 我根据您的建议、根据不同版本的 TPS3840添加了一些监控电路:  

    nBAT_LOW 将驱动连接到升压输出的 LED、UV_2V7将驱动电池和升压输入之间串联的 PMOS 的栅极、 nUV_2V5可能会将 ICHG 分流到接地端以触发充电器上的"故障"状态、并阻止其对完全耗尽的电容器充电。

    第一个问题: 这种解决方案是否可行?  但是,我可以预见到两个问题:

    • 我倾向于将"电池电量耗尽"标志设置为2.8V (以及2.9V 的"低电池电量"标志)、因为它将为用户提供更多的时间来为电容器重新充电、然后电容器的自放电会将其驱动到低于2.5V。 我也更喜欢采用推挽式、  "高电平有效" 驱动 PMOS 的电路、因为当触发 UV 条件时、它将限制电流消耗。 DS 的正确基准是 TPS3840PH28、但它似乎并不可用。 您知道原因吗?
    • 如果我将最大电容器 (~电池)电压设置为3.9V、并尝试为完全耗尽的电容器(2.5V)充电、则会低于0.7 * 3.9 = 2.73V 的阈值、低于该阈值时、充电电流仅为允许的最大充电电流的10%。 我是否可以设置我的 UV 标志之一(例如、nBAT_LOW)来触发 PMOS、修改我的电池电压电阻分压器测量电路的等效电阻、以便将 V_BAT_LOW 降低到2.5V 以下并开始以最大电流充电?  BQ25306是否支持修改"On the Go" Bat 电压 FB?

    这是我推荐的充电器电路、有我的建议。 能否告诉我、您认为这可能可行吗?

    谢谢!

    日尔曼

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    尊敬的 Germain:  

    首先,这里有一个关于为超级电容器充电  https://www.ti.com/lit/pdf/sluaao7的应用说明 ,供您参考。

    我还想指出另一种可能的选择。 BQ25173是另一种专为超级电容器充电而设计的充电器、但它的800mA 最大充电电流可能低于设计要求。 我们专为超级电容器设计的充电器不会出现在"电池"电压较低时充电电流降低的问题。

    根据您建议的 BQ25306设计、支持对 FB 进行"如影随形"修改。 我建议您在独特的 PCB 上测试其实现、但从理论上讲、您建议的方法应该能够以最大电流开始充电。  

    有关  TPS3840和相关电路的问题、建议创建一个新主题。 它将允许该特定器件的相应专家提供最佳支持。 该主题可继续用于解答有关充电器 IC 的问题。  

    此致、

    加勒特  

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    谢谢 Garrett! 我已经看过您提供的应用手册、 其中包含很多非常有用的信息、 但对于我正在处理的应用仍然有一些限制:

    -线性充电器  BQ25173 似乎伟大的很多点(包括可能禁用电阻分压器与 PG 的\以防止漏电当充电器断开),但800mA 限制对我来说有点低... 具有内部 FET/降压拓扑、允许3-4A 充电的相同 IC 将是一个颠覆性的产品! (与  BQ25306一样、FB 电阻器网络具有集成式禁用功能、效果更好)。
    - BQ24640 似乎是超级通用的,但对我的应用来说有点过度(并需要反向二极管阻止电容器的泄漏电流)。 如果这不会增加 BOM 成本和电路板占用过多、我可能会在最后使用它
    -建议的其他锂离子充电器需要主机 I2C 连接来发挥其全部潜力(包括涓流和预充电旁路)

    感谢您审阅我的原理图、我将尝试实现它! 将监控器电路问题留在 该主题之外是没有问题的!

    此致、

    日尔曼

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    尊敬的 Germain:  

    感谢您提供有关建议的不同充电器 IC 的反馈。

    如果您有任何其他问题、敬请告知。  

    此致、

    加勒特