充电IC原理介绍和相关差异.ppt

充電ic原理介紹和相關差異 q3年度教育訓練 f4 te 王成偉 pegatron electrical engineering department 內容 一常見充電ic介紹 二充電ic工作原理（mb39a132) 三充電ic主要參數和計算 四經驗分享 pegatron electrical engineering department 一常見充電ic介紹 常見的充電ic主要有以下幾種: max8725 bq24751 max17015 max17415(和max17015互為替代） mb39a132 pegatron electrical engineering department 二充電ic工作原理(mb39a132) 簡介 mb39a132 是一款用于锂离子电池充电的脉宽调制方式(pwm) 同步整流dc/dc 转换 器ic。该芯片可分别控制充电电压和充电电流，支持n 型mos 驱动，适用于降压 转换。 mb39a132 内置独立于dc/dc 转换器控制部分的ac 适配器检测比较器，可控制系 统的电压供给源。因为该芯片的输入电压范围大，待机模式时功耗低，可高精度 地控制充电电压和充电电流，用于笔记本电脑等的内置锂离子电池充电器最合适 。 pegatron electrical engineering department 二充電ic工作原理(mb39a132) 特征 支持2、3 和4cell 电池包 内置两个恒电流控制环路 内置ac 适配器检测功能(acok 引脚) 充电电压设定精度: 0.5（ta 25 85 ） 无外接设定电阻也可设定充电电压（4.00 v/ 节、4.20 v/ 节、4.35 v/ 节） 通过外接电阻可任意设定输出电压 内置两个高精度的电流检测放大器 : 输入补偿电压 : 3 mv 检测精度 : 1 mv (+inc1,+inc2 3 v vcc) 无外接设定电阻也可设定充电电流（rs 20 m 时2.85a） 通过外接电阻可任意设定充电电流 通过外接电阻可设定开关频率（内置频率设定电容）: 100 khz 2 mhz 待机(icc 6 a 标准) 时，仅ac适配器检测功能工作 内置支持n 型mos fet 的同步整流方式输出段 内置低vcc 时充电停止功能 内置可调整时间的软启动功能 内置独立工作的ac 适配器端电流检测放大器 pegatron electrical engineering department 二充電ic工作原理 (mb39a132) pegatron electrical engineering department 二充電ic工作原理 (mb39a132) pegatron electrical engineering department 二充電ic工作原理(mb39a132) 2. 保护功能 欠压锁定电路部分(vref-uvlo) 内部基准电压(vref)的瞬间压降可能会引发控制ic 误动作，从而使系统发生损坏或劣 化。为了防止这类误动作的发生，欠压锁定电路检测内部基准电压的压降，并将out1 引脚(引脚30)和out2引脚(引脚27)固定在“l”电平。内部基准电压高于欠压锁定电路 的阈值电压时，uvlo解除。 保护电路(vref-uvlo) 工作时的功能表 uvlo 工作时(vref 电压低于uvlo 阈值电压)，下记引脚的逻辑值固定。 out1 out2 cs vb l l l l pegatron electrical engineering department 二充電ic工作原理(mb39a132) 低输入电压检测比较器部分(uv comp.) 比较vcc引脚(引脚1)电压和batt 引脚(引脚17)电压，vcc引脚电压低于batt 引脚电 压0.1 v(典型)时，out1引脚( 引脚30) 和out2 引脚(引脚27)固定在“l” 电平 。若输入电压高于低输入电压检测比较器的阈值电压，则系统恢复工作。 保护电路(uv comp.)工作时的功能表 低输入电压检测时(输入电压低于uv comp. 阈值电压)，下记引脚的逻辑值固定 out1 out1 cs l l l pegatron electrical engineering department 二充電ic工作原理(mb39a132) 过流检测部分(over current det.) 过流检测部分检测+inc2 引脚(引脚12)和-inc2 引脚( 引脚13)之间0.2 v( 典型)及以 上的电位差。因负载突变等过大的电流流向充电方向时，该部分判断这是过流、将cs 引脚(引脚19)变为“l”电平并将占空比设定为0。之后，过流解除且软启动动作开 始。 充电过流检测值: ioc det(a)0.2(v)/rs() 对应rs值的充电电流和过流检测值( 举例) rs adj2 io ocdet 20 m0.5 v 4.4 v0.85 a 8.65 a 10 a 15 m0.5 v 4.4 v1.13 a 11.5 a 13a pegatron electrical engineering department 二充電ic工作原理(mb39a132) 过温检测 过温检测是保护ic免遭热破坏的电路。结温达到150 时，该电路将out1引脚( 引脚30)和out2引脚(引脚27)设 定为“l” 电平并停止电压输出。 另外，结温降到 125 以下时，电压输出重新开始。 设计dc/dc电源系统时要留意避免过温保护动作启动以及超出本ic 的绝对最大额定 。 pegatron electrical engineering department 二充電ic工作原理(mb39a132) 充电电压的设定方法: 用输入adj3 引脚( 引脚18) 的电压和输入cells 引脚( 引脚25) 的电压可设定充电电 压（dc/dc 转换器输出电压）。adj3引脚可设定每一节电池的充电电压。vref电平或 gnd电平的电压输入adj3引脚时，可使用事先设定的内部高精度基准电压。输入vref 电 平的电压、gnd电平的电压、或悬空时，cells 引脚 可设定电池的串联数。 adj3 引脚、cells 引脚和充电电压(dc/dc 转换器输出电压) 之间具有以下关系: pegatron electrical engineering department 二充電ic工作原理(mb39a132) 充电电流的设定方法 误差放大器(error amp2) 将 adj2 引脚( 引脚14) 电压设定的充电电流控制部分的电 压与充电电流检测放大器(current amp2) 的输出进行比较，并输出 pwm 控制信号。流入电池的充电电流上限值根据adj2 引脚电压值设定。 若电流有超出设 定值的倾向时，则以该设定值进行恒电流充电，且充电电压下降。 电池的充电电流设定用电压: adj2 充电电流上限值io (充电电流控制部分的输出电压 0.075)/电流检测放大器增 益（25 v/v 典型） 检测电阻rs() pegatron electrical engineering department 二充電ic工作原理(mb39a132) 充電软启动时间设定方法 为了防止ic 启动时的冲击电流，通过在cs 引脚( 引脚19) 连接软启动用电容器(cs) 的 方法，可设定软启动。 ctl1 引脚(引脚23) 和ctl2 引脚( 引脚32) 成为“h” 电平，ic启动(vcc uvlo 的阈值 电压) 时，对cs 引脚外接的软 启动用电容器(cs)开始以10 a 充电。 软启动时间可根据以下算式求得。 软启动时间(输出占空比达到80% 所花时间): ts(s) 0.23 cs (f) pegatron electrical engineering department 二充電ic工作原理(mb39a132) 注意事項： 1.手工焊接法( 部分加热法) 焊枪头温度:max 400 时间:5 s 以内 / 引脚 pegatron electrical engineering department 三.充電ic主要參數和計算 battery charging current(方法一） : pegatron electrical engineering department 三.充電ic主要參數和計算 battery charging current （方法一）: prechg 0 0 1 1 batsel_2p# 0 1 0 1 charge mode 3s2p 3s1p pre charging pre charging ichg = (vadj2-0.075)/(25*rs) 當3s2p時，vadj2 =1.6375v (即1.6375-0.075)/(25*0.025)=2.5a 當3s1p時，vadj2 =0.81875v (即0.81875-0.075)/(25*0.025)=1.3a 當pre charging時，vadj2 =168.75mv 即（0.16875-0.075)/(25*0.025)=150ma pegatron electrical engineering department 三.充電ic主要參數和計算 battery charging current （方法二）: pegatron electrical engineering department 三.充電ic主要參數和計算 battery charging current （方法二）: 以上線路設計主要是有bios rd在bios里面設定iset_ec的電壓值，而不在是 之前的有power rd設計power線路來控制的，當iset_ec的電壓值會對應 battery charging current值，附件的對照表供大家參考。 pegatron electrical engineering department 三.充電ic主要參數和計算 battery charging voltage(方法一） : vadj3 = vref = vbat = 4.2v /cell cells-open =3 cells vbat=3*4.2v=12.6v pegatron electrical engineering department 三.充電ic主要參數和計算 battery charging voltage （方法二）: 以上線路設計主要是有bios rd在bios里面設定vset_ec的電壓值，而不在是 之前的有power rd設計power線路來控制的，當vset_ec的電壓值會對應 battery charging voltage值，附件的對照表供大家參考。 pegatron electrical engineering department 三.充電ic主要參數和計算 battery charging current / voltage （max17015）: max17015線路設計的主要是有bios rd在bios里面設定iset_ec/ vset_ec的電 壓值，而不在是之前的有power rd設計power線路來控制的，當iset_ec/ iset_ec的電壓值會對應battery charging current/ iset_ec值，附件的對 照表供大家參考。 pegatron electrical engineering department 三.充電ic主要參數和計算 battery charging current / voltage （bq24751）: 3s1 p char ge 0011 prec hg 0101 char ge curr ent 2.19 a 219 ma 1.1 a 199 ma prec hg mod e fo r 3s2 p 3s2 p prec hg fo r 3s1 p fo r 3s1 p prec hg pegatron electrical engineering department 三.充電ic主要參數和計算 battery charging current / voltage （bq24751）: ichg = (vsrset/vvdac)*(0.10/rsr) vvdac=3.6v 3s2p時： vsrset3.6*pr215/（pr215pr216) ichg =2.1875a 3s1p時： vsrset3.6*(r8903/pr215) (r8903/pr215) 100 ichg =1.099a pegatron electrical engineering department 三.充電ic主要參數和計算 battery charging current / voltage（bq24751）: ichg = (vsrset/vvdac)*(0.10/rsr) vvdac=3.6v rsr=0.01 3s1p prechg時： vsrset3.6*(r8903/r8905/pr215) (r8903/r8905/pr215) 100 ichg =0.199a 3s2p prechg時： vsrset3.6*(r8905/pr215) (r8905/pr215) 100 ichg =0.2187a pegatron electrical engineering department 四經驗分享 mb39a132經驗分享. a.機種：f6ve doa b.不良現象：a/d無法開機,ba