ZHCUB47 june   2023 BQ24072 , LMR36520 , TLV62568 , TPS2116

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   资源
  4.   特性
  5.   应用
  6.   6
  7. 1系统说明
    1. 1.1 关键系统规格
  8. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
      1. 2.2.1 对 24VAC 进行直流整流
      2. 2.2.2 电子保险丝保护
      3. 2.2.3 5V 电压轨
        1. 2.2.3.1 LMR36520 电压轨
        2. 2.2.3.2 USB 电源输入
      4. 2.2.4 电源 ORing
      5. 2.2.5 电池管理
      6. 2.2.6 3.3V 电源轨
      7. 2.2.7 电源轨电流检测
      8. 2.2.8 背光 LED 驱动器
      9. 2.2.9 BoosterPack 概述
    3. 2.3 重点产品
      1. 2.3.1 LMR36520
      2. 2.3.2 TPS2116
      3. 2.3.3 TLV62568
      4. 2.3.4 INA2180
      5. 2.3.5 TPS92360
      6. 2.3.6 TPS2640
      7. 2.3.7 BQ24072
  9. 3硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 3.1 硬件要求
    2. 3.2 测试设置
    3. 3.3 测试结果
      1. 3.3.1  24VAC 启动和关断
      2. 3.3.2  USB 启动和关闭
      3. 3.3.3  ORing
      4. 3.3.4  LMR36520
      5. 3.3.5  TLV62568 瞬态响应
      6. 3.3.6  BM24072 瞬态响应
      7. 3.3.7  TLV62568（3V3 电源轨）
      8. 3.3.8  LMR36520（LMOut 电源轨）
      9. 3.3.9  BM24072（BMOut 电源轨）
      10. 3.3.10 参考
        1. 3.3.10.1 TLV62568
        2. 3.3.10.2 LMR36520
  10. 4设计和文档支持
    1. 4.1 设计文件
      1. 4.1.1 原理图
      2. 4.1.2 BOM
    2. 4.2 工具与软件
    3. 4.3 文档支持
    4. 4.4 支持资源
    5. 4.5 商标
  11. 5关于作者

2.2.5 电池管理

在 TIDA-010932 中，电池充电和电池路径管理由 bq24072 执行。bq24072 提供了一个低成本系统。该系统的特点是通过其电源路径功能，具备独立的电池充电和负载路径，而无需任何外部 FET。该器件可通过专用引脚监控电池温度，提供符合 USB 标准的浪涌电流和电流限制，并提供 PGOOD 和充电信号。

bq24072 是单电源输入器件，由于成本原因，该设计专门选择了该器件来替代双输入器件。节 2.2.4 中详述的 bq24072 和 ORing 提供的功能与完全集成的双输入器件相同，但成本更低。TIDA-010932 的设计考虑到了终端产品可能具有不同的要求，以及简化系统变更以适合单个系统的必要性。如果终端产品不使用 USB（或常规辅助电源），就不必使用 ORing 解决方案和第 2.2.2 节中详述的 USB 相关组件。此时使用 bq24072 单输入电源可实现成本更低的设计。在这种情况下，对应用使用双输入电池管理 IC 属于过度设计，会引起不必要的成本投入或重大的设计变更。出于这些原因，bq24072 成为理想的低成本设计。

bq24072 具有电源路径功能，允许电池作为主电源的补充，满足高负载需求。此功能支持使用更小的主电源，从而进一步降低成本。

图 2-9 显示了为 TIDA-010932 选择的设置和元件。bq24072 的最低推荐输入电压为 4.35V，VOVP 为 6.6V，最大绝对输入电压为 28V。该器件可将电池充电至 4.2V (VBAT(REG))。输出被调整为 200mV 且电压高于 VBAT(REG)。

GUID-20230607-SS0I-KMNT-GP61-X3MCRCJM5LG4-low.png图 2-9 BQ24072 电路

设计中选择了一个较小的输入电容器 (C7)，因为 USB 2.0 规范要求电容低于 10µF，以便实现硬启动。

bq24072 数据表建议的输入电容范围为 1µF 至 10µF。根据数据表建议，该设计选择了 4.7µF 的电池输入电容器 (C10)。4.7µF 的输出电容器 (C15) 是数据表中建议的最低值。

为符合 USB 2.0 规范，必须将输入电流限制在 500mA。bq24072 的 EN1、EN2 和 ILIM 引脚可实现可编程电流限制。根据数据表，EN1 设为“高”，EN2 设为“低”，以便对 500mA 电流限制进行编程。ILIM 不得保留为浮动，因为这样做会禁用充电，因此将 ILIM 设为提供比 EN1 和 EN2 引脚更高的电流限制 (536mA)，这样可以使 EN1 和 EN2 电流限制成为优先的且更保守的限制。方程式 14 显示了 TIDA-010932 中对 R13 使用的计算公式。

方程式 14. R 13 = R I L I M = K I L I M I I N - M A X = 1610   A Ω 536   m A) = 3   k Ω

R14 连接到 ISET 引脚，可决定电池的快速充电电流水平 (IO(CHG))，如图 2-9 所示。本参考设计中 R14 的计算公式如方程式 15 所示。但是，必须根据最终产品中使用的电池规范选择快速充电电流。

方程式 15. R 14 = K I S E T I O ( C H G ) = 890   A Ω 300   m A) = 3   k Ω

净 TS 用于监测具有内置热敏电阻的电池包的电池温度。如果使用 TS，则不得填充 R15。如果让 TS 保持浮动且不使用温度检测，请使用 R15。10k 的值符合数据表中的建议。

引脚 TD 连接到 GND 以启用充电器端接，并可选择移除接地路径并改为连接到 PWRIn。引脚 CE 连接到 DIP 开关。用户可用该开关确定电池充电是否处于活动状态。PGOOD 会在检测到有效输入电源时被拉到 BMOut，并且在输入电源不在指定的限制范围内时处于高阻抗状态。PGOOD 可灌入的最大电流是 15mA，因此必须相应地选择 R28 来确保 PGOOD 的灌电流不超过 15mA。TIDA-010932 在引脚 PGOOD 上使用 LED 指示灯 (D7)。

当电池充电时，引脚 CHG 被拉至 BMOUT，而在充电完成后或禁用充电器时，它处于高阻抗状态。选择的 R26 必须能够确保 CHG 的灌电流不超过 15mA。TIDA-010932 在充电引脚上使用 LED 指示灯 (D3)。