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BQ25505: 电源管理芯片选型问题

Peaches Peaches
Prodigy 20 points
Part Number: BQ25505
Other Parts Discussed in Thread: BQ25570, BQ25504

我想要一个电源管理芯片用于射频能量收集系统，以应对当环境中射频能量不足即电路输入功率过小，导致射频能量收集电路输出的直流电压减小不足以驱动后面的负载的情况，需求是小型超低功耗，可在mv级别的输入电压下开启，实现3V的稳定输出，电路工作过程中的功耗在uW级别。目前我考虑的芯片就是BQ255X系列的芯片，例如25505、25570、25504等，但这三种芯片的具体区别我不是很清楚，请推荐我一种芯片，非常感谢！

  • +1
    TI__Expert 4685 points

    您好

    BQ255X系列芯片概述

    BQ255X系列是德州仪器（TI）推出的专为能量收集应用设计的电源管理芯片。这一系列芯片旨在从各种微能源（如光、热、振动、射频等）中提取和管理能量，特别适用于低功耗物联网（IoT）设备。

    芯片型号比较

    1. BQ25505：
      • 特点：集成了高效的DC/DC升压转换器/充电器，超低功耗，可从低输入源持续收集能量（VIN≥100 mV），适用于室内光线能量收集系统。
      • 功耗：电源管理IC的IQ小于330nA（典型值），满足uW级别的功耗要求。
      • 输出：通过适当的设计，可以实现稳定的输出电压，但具体输出值需根据应用电路设计而定。
    2. BQ25570：
      • 特点：首款集成了稳压器的毫微功率级升压充电器，可直接应用于锂电池等可充电电池供电的应用。
      • 功耗：同样具有超低功耗特性，但具体功耗值需参考数据手册。
      • 输出：适用于电池充电应用，但也可通过设计实现稳定的输出电压。
    3. BQ25504（注意：此型号未在参考文章中明确提及，但可能是BQ255X系列中的另一成员）：
      • 假设其特性与BQ25505和BQ25570相似，但具体参数和性能需查阅官方数据手册。

    推荐芯片

    基于您的需求，特别是对于小型超低功耗和在mv级别输入电压下开启的要求，BQ25505可能是最合适的选择。它具有超低静态电流（IQ小于330nA），能够从低输入源（VIN≥100 mV）持续收集能量，并且可以通过设计实现稳定的输出电压。此外，BQ25505还集成了高效的DC/DC升压转换器/充电器，非常适用于射频能量收集系统。

    注意事项

    • 在选择芯片时，请务必参考官方数据手册和应用指南，以确保芯片满足您的具体需求。
    • 根据您的应用电路设计，可能需要额外的电路元件（如滤波器、稳压器等）来实现稳定的3V输出。
    • 在设计电路时，请注意功耗优化和效率提升，以确保系统能够在射频能量不足的情况下长时间稳定运行。
  • 0 回复 Daniel
    Prodigy 20 points

    您好，我在用BQ25505设计电路的过程中遇到了一些问题，我不太明白现在BQ25505RGRT芯片中的EN引脚应该如何设置或者连接，还有VBAT_PRI、VBAT_OK、VB_SEC_ON、VB_PRI_ON这四个引脚应该怎么连接呢？实在不太明白。我阅读了一篇使用BQ25505设计电源管理电路的文献，文献中的原理图如下，我不太明白其中负载开关电路的作用和原理。非常感谢您的解答

  • 0 回复 Peaches Peaches
    TI__Expert 4685 points

    您好，

    感谢您的回复！

    Peaches Peaches 说：
    我在用BQ25505设计电路的过程中遇到了一些问题，我不太明白现在BQ25505RGRT芯片中的EN引脚应该如何设置或者连接，还有VBAT_PRI、VBAT_OK、VB_SEC_ON、VB_PRI_ON这四个引脚应该怎么连接呢

    关于这几个管脚怎么接，在下面链接（datasheet）中有针对性的描述，请您参考。

    https://www.ti.com/lit/ds/symlink/bq25505.pdf

    以en 管家举例：Active low digital programming input for enabling/disabling the IC. Connect to GND to enable the IC en管脚接地就可以让IC使能。

    Peaches Peaches 说：
    我阅读了一篇使用BQ25505设计电源管理电路的文献，文献中的原理图如下，我不太明白其中负载开关电路的作用和原理。

    负载开关电路的作用

    1. 电源切换：负载开关电路能够根据需要切换不同的电源供应给负载。例如，在BQ25505设计中，当主电源（如太阳能电池板）的电压低于一定阈值时，负载开关电路可以自动切换到备用电源（如纽扣电池），以确保系统持续稳定运行。
    2. 节能降耗：当负载不需要工作时，负载开关电路可以切断电源供应，避免不必要的能量消耗，从而达到节能降耗的目的。
    3. 保护电路：负载开关电路还具有电路保护功能。当电路中出现过流、过压等异常情况时，负载开关电路可以迅速切断电源，避免电路元件损坏，保护系统安全。

    负载开关电路的原理

    1. 控制逻辑：负载开关电路通常包含一个控制逻辑部分，用于根据电源状态、负载需求等条件判断是否需要切换电源或切断电源。在BQ25505设计中，这个控制逻辑可能由数字控制器实现，通过检测电源电压、负载电流等参数，并根据预设的阈值和算法做出决策。
    2. 开关元件：负载开关电路的核心是开关元件，如MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）。开关元件的通断状态由控制逻辑控制，从而实现电源的切换和切断。在BQ25505设计中，负载开关电路可能使用低导通电阻的MOSFET作为开关元件，以降低功耗和提高效率。
    3. 保护机制：为了保护电路安全，负载开关电路通常还包含过流、过压等保护机制。当电路中出现异常情况时，这些保护机制会迅速切断电源，避免电路元件损坏。在BQ25505设计中，负载开关电路可能通过监测负载电流和电源电压来实现这些保护功能。