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[参考译文] BQ40Z50-R2：为4S-10S 锂离子电池组选择合适的充电器 IC

admin
Guru**** 2528140 points
Other Parts Discussed in Thread: BQ25720, BQ25756, BQ41Z90, BQ40Z50-R2, BQSTUDIO, BQ40Z50, BQ25750, EV2400

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/1456699/bq40z50-r2-selecting-right-charger-ic-for-4s-10s-li-ion-battery-pack

器件型号：BQ40Z50-R2
主题中讨论的其他器件： BQSTUDIO、BQ25720 、BQ25756、 BQ40Z50、BQ41Z90、 BQ25750、 EV2400

工具与软件：

大家好、

我在这里正在就如何根据以下要求选择充电器 IC 寻求专家建议：

我正在使用一个4节串联锂离子电池组、其 BMS 包含 BQ40Z50-R2电量监测计和用于监控的专用微控制器。 我计划设计一种利用电量监测计的高级充电算法功能的充电器。

我的当前计划：

我将使用充电器上的微控制器从 BMS 轮询 ChargingCurrent 和 ChargingVoltage 数据、并相应地设置充电器输出。

充电器将具有两个独立的输出通道、每个通道均由专用充电器 IC 进行管理。 最终产品将包括两个充电器 IC、其中一个微控制器用于监控和管理两个充电器 IC。

对于电源、我计划使用面向市场的 AC-DC 模块、例如 MEANWELL LOP-300-24、为每个充电器部分提供24V DC。

我还有几个问题：

存储器存储：大多数充电器 IC 是否存储编程的参数(例如通过 BQStudio 设置)、或者我是否需要在每次下电上电后通过 MCU 对这些参数重新编程？

 与其他电池兼容：我的目标是使充电器具有足够的通用性、能够处理可能无法提供 ChargingCurrent/ChargingVoltage 信息或完全缺乏 SMBus/I2C 通信的其他电池。 对于这种情况、我计划将充电器输出配置为有限的电流(例如3A)。

请在充电器 IC 选择时提供建议、我可以选择 BQ25756、BQ25720、并且还可以在此处告诉我如何看待我的方法。

谢谢

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    TI__Guru**** 2528140 points
    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。

    Rohit、您好！

    BQ40Z50仅适用于高达4S 的电池组。 要堆叠更多串联电芯、您需要不同的保护器电量监测计组合、如 BQ41Z90。

    TI 充电器具有根据 I2C 或 SMBus 寄存器设置做出决策的状态机。  如果 WD 计时器到期(可以禁用)或完全 POR (意味着输入功率和电池都低于各自的 UVLO 电压)、则寄存器设置复位为默认值。  

    BQ25720的充电频率最高只能为4S、并使用 SMBus 通信。  充电未默认启用、因此软件必须写入该寄存器才能启用充电。  此外、它不提供终止功能、因此 BQ40Z 器件必须监测充电电流、然后通过主机软件指示充电器停止充电。  BQ25720是一种 NVDC 充电器、这意味着即使在电池完全放电的情况下也可以提供最小系统电压。

    BQ25756可充电至14S 并使用 I2C 通信。  充电默认启用、终止功能启用。  然而、当系统连接到电池时、充电器无法区分充电电流和系统电流、因此即使电池已充满电、也无法报告充电终止。  默认充电电流可由外部电阻器设置。  

    如果您计划对超过4S 的充电、则 BQ25756或 BQ25750系列成员之一更适合。

    此致、

    Jeff  

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    TI__Guru**** 2528140 points
    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。

    尊敬的 Jeff：

    感谢以上澄清。

    根据您的建议、我已决定选用 BQ25756。

    此外、如果您能扩展以下引用部分的解释、那也很好。

    zj w 说：
    但是、当系统连接到电池时、充电器无法区分充电电流和系统电流、因此即使电池充满电、也无法报告充电终止。

    如前所述、我打算对没有智能 BMS 的电池充电、例如 BQ40Z50、BQ40Z50通常与充电器共享数据。 在这种情况下、如果必须使用外部电阻器设置充电电流和电压、如果电池中没有通信、则将像在默认模式下一样工作。 我还怀疑是否可以使用通过外部电阻器设置的寄存器位和微控制器来增加充电电流和更改充电电压、我在此举一个例子来更好地理解、例如、如果我有两节4S 锂离子电池、一节与充电器共享充电电流和电压数据、另一节电池没有该类信息/功能或功能与充电器共享任何信息。 那么、在这种情况下、如果我使用外部电阻器默认设置了16.8V 和3A、我是否可以使用充电器微控制器通过电阻器位将充电电流增加到6A、将充电电压增加到16.8V、16.6V 或16V。

    [报价 userid="10748" url="~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1456699/bq40z50-r2-selecting-right-charger-ic-for-4s-10s-li-ion-battery-pack/5590587 #5590587"]默认充电电流可由外部电阻器设置。  [报价]

    谢谢、此致、

    Rohit

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    TI__Guru**** 2528140 points
    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。

    Rohit、您好！

    关于终止电流、如果外部电阻测量电池充电器和系统负载电流、则充电器可能会提前终止充电、因为检测到的电流也包括系统电流。

    关于更改 ICHG 和 VREG：

    如果 EN_ICHG_PIN 位= 1、则 ICHG 电阻器设置可在 ICHG I2C 寄存器中设置的最大充电电流。  要设置更高的充电电流、主机必须首先将 EN_ICHG_PIN=0和 I2C 写入 ICHG 寄存器。  

    2. VREG 电阻分压器设置调节点 VREG=(1+RtoP/RBOTTOM)* VFB_VREG、其中主机可以通过 I2C 写入来更改 VFB_REG 寄存器、如下所示：

      或者、可以动态更改电阻、例如使用并联电阻和 FET 至 GND、或使用数字电位器来更改 ICHG 或 VREG。

    此致、

    Jeff

  • 0
    TI__Guru**** 2528140 points
    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。

    尊敬的 Jeff：

    感谢以上澄清。

    zj w 说：
    关于终止电流、如果外部电阻既测量了电池充电器又测量了系统负载电流、则充电器可能会提前终止充电、因为检测到的电流也包括系统电流。

    我在这里仍然无法理解"系统负载电流"、您能为我简单介绍一下吗？

    我还了解了充电器可能会提前终止充电的部分、因为检测到的电流包括系统电流、那么、解决这一问题的权变措施是什么。

    [报价 userid="10748" url="~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1456699/bq40z50-r2-selecting-right-charger-ic-for-4s-10s-li-ion-battery-pack/5602877 #5602877"]

    VREG 电阻分压器设置调节点 VREG=(1+RtoP/RBOTTOM)* VFB_VREG、其中主机可以通过 I2C 写入来更改 VFB_REG 寄存器、如下所示：

    [报价]

    我对此也有多种疑问：

    • Rtop 是否需要为249kΩ(如图所示)、或者我可以根据选择使用任何值？  
      • zj w 说：
        或者、电阻也可以动态更改、例如、使用并联电阻和 FET 到 GND 或使用数字电位计更改 ICHG 或 VREG
      • 根据您的多项建议、在电池充电周期期间控制充电电压和电流的方式将非常可靠。
        • 如上所述、我计划对 ICHG 和 VFB_VREG 使用寄存器位、因为这对我来说似乎更容易。
    • 关于 TS 引脚
      • 在这种情况下、我没有选择将电池温度信息共享到充电器的 TS 引脚、我可以根据数据表中随附的以下图像通过将 TS 引脚连接到 PGND 来禁用它吗、 或者我必须伪造热敏电阻 信号、如下面的原理图所示。

    请提供建议。

    谢谢、此致、

    Rohit

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    TI__Guru**** 2528140 points
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    Rohit、您好！

    关于系统负载电流、充电器将在电池充电器的电流检测电阻之后连接的任何负载作为充电电流。  因此、如果充电器的终止电流设置为100mA 并且系统负载电流大于100mA、则充电器将无法终止。  在这种情况下、我建议使用 EN_TERM 位(如果可用)来禁用充电器终止或将终止电流设置得非常低。  然后、我建议使用 BQ40Z 仅通过其感应电阻器测量电池电流。  然后、主机软件可以监测 BQ40Z、以了解充电电流何时小于终止电流(设置为高于充电器终止电流)、并可以指示充电器停止充电。

    关于 Rtop、它不必恰好为249k Ω、但需要在+/- 249k Ω 范围内。  如果过大、进入 FB 引脚的漏电流将占主导地位并改变调节点。  如果电量过低、则电池放电过快。  使用 I2C 寄存器是调制输出电压和/或充电电流的最简单方法。

    关于 TS 引脚、您可以使用电阻分压器将 V (TS)设置为 V (REGN)的中点来硬件禁用。  或者主机可以使用 EN_TS 位来禁用 TS 功能。

    此致、

    Jeff

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    TI__Guru**** 2528140 points
    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。

    尊敬的 Jeff：

    感谢您的详细解释。

    我不确定 、如果 同一 SCL 和 SDA 线上存在微控制器、EV2400是否会在与 BQ25756通信时出现问题。 如果是、那么解决方法是什么。

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    TI__Guru**** 2528140 points
    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。

    Rohit、您好！

    除非用户启用自动读取功能(不建议使用)、否则 EV2400和 BQSTUDIO 不会自动读取/写入。  因此、只要用户不与微控制器完全同时对同一地址执行读取/写入操作、就应该不会出现问题。

    此致、

    Jeff

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    TI__Guru**** 2528140 points
    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。

    尊敬的 Jeff：

    我真诚地感谢你的支持。

    此致和谢谢

    Rohit