充电IC原理介绍和相关差异

充電充電ICIC原理介紹和相關差異原理介紹和相關差異 Q3Q3年度教育訓練年度教育訓練F4 TEF4 TE王成偉王成偉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:MAX8725BQ24751MAX17015MAX17415(和MAX17015互為替代）MB39A132Pegatron 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)2.2.保护功能保护功能欠压锁定电路部分欠压锁定电路部分(VREF-UVLO)(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 LPegatron Electrical Engineering Department二充電IC工作原理(MB39A132)低输入电压检测比较器部分低输入电压检测比较器部分(UV Comp.)(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 LPegatron Electrical Engineering Department二充電IC工作原理(MB39A132)过流检测部分过流检测部分(Over(Over Current Det.)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 13APegatron Electrical Engineering Department二充電IC工作原理(MB39A132)过温检测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(CurrentAmp2)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)充電充電软启动时间设定方法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：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(Battery Charging Current(方法一）方法一）:Pegatron Electrical Engineering Department三.充電IC主要參數和計算 Battery Charging Current Battery Charging Current（方法一）（方法一）:PRECHGPRECHG 0 0 0 0 1 1 1 1BATSEL_2P#BATSEL_2P#0 0 1 1 0 0 1 1CHARGE MODECHARGE MODE 3 3S2PS2P 3S1P3S1P Pre Pre ChargingCharging Pre Pre ChargingChargingIchg=(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)=150mAPegatron Electrical Engineering Department三.充電IC主要參數和計算 Battery Charging Current Battery Charging Current（方法二）（方法二）:Pegatron Electrical Engineering Department三.充電IC主要參數和計算 Battery Charging Current Battery Charging Current（方法二）（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(Battery Charging Voltage(方法一）方法一）:Vadj3=Vref=Vbat=4.2V/cellCELLS-open=3 cellsVBAT=3*4.2V=12.6VPegatron Electrical Engineering Department三.充電IC主要參數和計算 Battery Charging Voltage Battery Charging Voltage（方法二）（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 Battery Charging Current/Voltage（MAX17015MAX17015）: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/Battery Charging Current/VoltageVoltage（BQ24751）:3S1P charge0011prechg0101charge current2.19 A219mA1.1 A199mAPrechg ModeFOR 3S2P3S2P prechgFOR 3S1PFOR 3S1P prechgPegatron Electrical Engineering Department三.充電IC主要參數和計算 Battery Charging Current/Voltage Battery Charging Current/Voltage（BQ24751BQ24751）:Ichg=(VSRSET/VVDAC)*(0.10/RsR)VVDAC=3.6V3S2P時：VSRSET3.6*PR215/（PR215PR216)Ichg=2.1875A3S1P時：VSRSET3.6*(R8903/PR215)(R8903/PR215)100Ichg=1.099A Pegatron Electrical Engineering Department三.充電IC主要參數和計算 Battery Charging Current/Battery Charging Current/VoltageVoltage（BQ24751BQ24751）:Ichg=(VSRSET/VVDAC)*(0.10/RsR)VVDAC=3.6V RsR=0.013S1P prechg時：VSRSET3.6*(R8903/R8905/PR215)(R8903/R8905/PR215)100Ichg=0.199A3S2P prechg時：VSRSET3.6*(R8905/PR215)(R8905/PR215)100Ichg=0.2187A Pegatron Electrical Engineering Department四經驗分享 MB39A132MB39A132經驗分享經驗分享.A.機種：F6VE DOA B.不良現象：A/D無法開機,BAT可以開機。C.不良原因：因為A/D無法開機,BAT可以開機。故為A/D_DOCK_IN無法轉為AC_BAT_SYS。分析發現 PQ8813 NG，導致CHG_VCC無法發出，從AC_OK為L，從 而無法開啟PQ8812，使得P_AC_APR_UC_10為L，PQ8806無法開啟，即A/D_DOCK_IN無法轉為AC_BAT_SYS。A/D無法開機。D.相關線路（請參照下頁）Pegatron Electrical Engineering Department四經驗分享Pegatron Electrical Engineering Department四經驗分享 MB39A132MB39A132經驗分享經驗分享.A.機種：F6VE DOA B.不良現象：A/D無法開機,BAT可以開機。C.不良原因：因為A/D無法開機,BAT可以開機。故為A/D_DOCK_IN無法轉為AC_BAT_SYS。分析發現 PQ8813 NG，導致CHG_VCC無法發出，從AC_OK為L，從 而無法開啟PQ8812，使得P_AC_APR_UC_10為L，PQ8806無法開啟，即A/D_DOCK_IN無法轉為AC_BAT_SYS。A/D無法開機。D.相關線路（請參照下頁）Pegatron Electrical Engineering Department四經驗分享Pegatron Electrical Engineering Department QA