采用 MaxChargeTM 技术的高输入 I2C 控制单节 4A 快速充电器 - BQ25898

BQ25898 (正在供货)

采用 MaxChargeTM 技术的高输入 I2C 控制单节 4A 快速充电器

 

描述

bq25898 和 bq25898D 是适用于锂离子电池和锂聚合物电池的高度集成型 4A 开关模式电池充电管理和系统电源路径管理器件。该器件支持高输入电压快速充电。

其低阻抗电源路径对开关模式运行效率进行了优化、缩短了电池充电时间并延长了放电阶段的电池使用寿命。具有充电和系统设置的 I2C 串行接口使得此器件成为一个真正的灵活解决方案。

bq25898/98D 是一款适用于单节锂离子电池和锂聚合物电池的高度集成型 4A 开关模式电池充电管理和系统电源路径管理器件。该器件 支持 高输入电压快速充电,适用于各类智能手机、平板电脑和便携式设备。其低阻抗电源路径对开关模式运行效率进行了优化、缩短了电池充电时间并延长了放电阶段的电池使用寿命。该器件还集成了输入电流优化器 (ICO) 和电阻补偿 (IRCOMP),从而为电池提供最大充电功率。该解决方案在系统和电池之间高度集成输入反向阻断场效应晶体管 (FET)(RBFET,Q1)、高侧开关 FET(HSFET,Q2)、低侧开关 FET(LSFET,Q3)以及电池 FET(BATFET、Q4)。它还集成了自举二极管以进行高侧栅极驱动和电池监视,从而简化系统设计。具有充电和系统设置的 I2C 串行接口使得此器件成为一个真正的灵活解决方案。

该器件支持多种输入源,包括标准 USB 主机端口、USB 充电端口以及兼容 USB 的可调节高电压适配器。为支持通过可调节高电压适配器进行快速充电,bq25898D 提供了 MaxCharge握手支持(使用 D+/D- 引脚和 DSEL 引脚)以进行 USB 开关控制。此外,bq25898D 和 bq25898 还提供有相应的接口,以支持采用输入电流脉冲协议的可调节高电压适配器。为了设定默认输入电流限值,器件使用内置 USB 接口 (bq25898D) 或者从系统检测电路(如 USB PHY 器件)(bq25898) 中获取结果。该器件符合 USB 2.0 和 USB 3.0 电源规范,具有输入电流和电压调节功能。此外,输入电流优化器 (ICO) 还能够检测输入源未发生过载时的最大功率点。该器件还具有高达 2.4A 的限流能力,能够为 VBUS 提供 5V(4.5V-5.5V 可调节)电压,符合 USB On-the-Go (OTG) 运行功率额定值规范。

电源路径管理将系统的电压调节到稍微高于电池电压的水平,但是不会下降到低于 3.5V 最小系统电压(可编程)。借助于这个特性,即使在电池电量完全耗尽或者电池被拆除时,系统也能保持运行。当达到输入电流限值或电压限值时,电源路径管理自动将充电电流减少为 0。随着系统负载持续增加,电源路径在满足系统电源需求之前将电池放电。这种工作方式可防止输入源发生过载。

此器件在无需软件控制情况下启动并完成一个充电周期。它自动检测电池电压并通过三个阶段为电池充电:预充电、恒定电流和恒定电压。在充电周期的末尾,当充电电流低于在恒定电压阶段中预设定的限值时,充电器自动终止。当整个电池下降到低于再充电阈值时,充电器将自动启动另外一个充电周期。

此充电器提供针对电池充电和系统运行的多种安全 特性 ,其中包括电池负温度系数热敏电阻监视、充电安全定时器和过压/过流保护。当结温超过 120°C(可设定)时,热调节减少充电电流。STAT 输出报告充电状态和任何故障条件。PG 输出 (bq25898) 指示电源是否正常。当故障发生时,INT 立即通知主机。

该器件还提供了一个 7 位模数转换器 (ADC),用于监视充电电流和输入/电池/系统(VBUS、BAT、SYS、TS)电压。QON 引脚提供 BATFET 使能/复位控制,以使器件退出低功耗出厂模式或完全系统复位功能。

这些器件采用 42 焊球、2.8 mm x 2.5mm DSBGA 封装。

特性

  • 高效率 4A、1.5MHz 开关模式降压充电
    • 充电效率高达 92%(3A 充电电流下)和 91%(4A 充电电流下)
    • 针对高电压输入 (9V/12V) 进行了优化
    • 低功耗 PFM 模式,适用于轻负载操作
  • USB On-the-Go (OTG),可调输出电压范围为 4.5V 至 5.5V
    • 可选 500KHz/1.5MHz 升压转换器,输出电流高达 2.4A
    • 5V/1A 输出时的升压效率为 93%
    • 精确的断续模式过流保护
  • 单个输入,支持 USB 输入和可调高压适配器
    • 支持 3.9V 至 14V 输入电压范围
    • 输入电流限制(100mA 至 3.25A,分辨率为 50mA),支持 USB2.0、USB3.0 标准和高压适配器
    • 通过输入电压限制(最高 14V)实现最大功率跟踪,适用于各类适配器
    • 自动检测 USB SDP、CDP、DCP 以及非标准适配器 (bq25898)
    • 可编程的 D+/D- 驱动器,用于非标准适配器握手
  • 远程电池感测
  • 输入电流优化器 (ICO),无需过载适配器即可最大限度提高输入功率
  • 充电器输出与电池终端间的电阻补偿 (IRCOMP)
  • 借助 5mΩ 电池放电金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET) 实现最高电池放电效率,放电电流高达 9A
  • 集成模数转换器 (ADC),用于系统监视
    (电压、温度和充电电流)
  • 窄 VDC (NVDC) 电源路径管理
    • 与无电池或深度放电电池工作时可瞬时接通
    • 电池管理模式中的理想二极管运行
  • BATFET 控制,支持运输模式、唤醒和完全系统复位
  • 灵活的自主和 I2C 模式,可实现最优系统性能
  • 高集成度,包括所有 MOSFET、电流感测和环路补偿
  • 12μA 低电池泄漏电流,支持运输模式
  • 高精度
    • ±0.5% 充电电压调节
    • ±5% 充电电流调节
    • ±7.5% 输入电流调节
  • 安全
    • 用于充电模式和升压模式的电池温度感测
    • 热调节和热关断
  • 采用 2.8mm x 2.5mm 42 焊球芯片尺寸球状引脚栅格阵列 (DSBGA) 封装

应用

  • 智能手机
  • 平板电脑
  • 便携式网络设备

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参数 与其它产品相比 电池充电器 IC

 
Number of Series Cells
Function
Cell Chemistry
Battery Charge Voltage (Min) (V)
Battery Charge Voltage (Max) (V)
Features
Charge Current (Max) (A)
Control Interface
Control Topology
Rating
Operating Temperature Range (C)
Pin/Package
Operating Vin (Min) (V)
Operating Vin (Max) (V)
Absolute Vin (safety rating) (Max) ((V))
BQ25898 BQ25600 BQ25600D BQ25892 BQ25896 BQ25898C BQ25898D
1    1    1    1    1    1    1   
Charger    Charger    Charger    Charger    Charger    Charger    Charger   
Li-Ion/Li-Polymer    Li-Ion/Li-Polymer    Li-Ion/Li-Polymer    Li-Ion/Li-Polymer    Li-Ion/Li-Polymer    Li-Ion/Li-Polymer    Li-Ion/Li-Polymer   
3.84    3.85    3.85    3.84    3.84    3.84    3.84   
4.6    4.62    4.62    4.6    4.6    4.6    4.6   
Integrated FET
JEITA BAT Temp Monitoring (Thermistor Pin)
USB OTG
Power Path
Temp Monitoring (Thermistor Pin)
Thermal Regulation
USB Detection   
JEITA BAT Temp Monitoring (Thermistor Pin)
USB OTG
Power Path
Vin DPM (OK for Solar Power Source)
USB PSEL   
JEITA BAT Temp Monitoring (Thermistor Pin)
USB OTG
Power Path
Vin DPM (OK for Solar Power Source)
USB D   
Integrated FET
JEITA BAT Temp Monitoring (Thermistor Pin)
USB OTG
Power Path
Temp Monitoring (Thermistor Pin)
Thermal Regulation
USB PSEL   
Integrated FET
JEITA BAT Temp Monitoring (Thermistor Pin)
USB OTG
Power Path
Temp Monitoring (Thermistor Pin)
Thermal Regulation
USB PSEL   
Power Path
Temp Monitoring (Thermistor Pin)
Thermal Regulation
USB PSEL   
Integrated FET
JEITA BAT Temp Monitoring (Thermistor Pin)
USB OTG
Power Path
Temp Monitoring (Thermistor Pin)
Thermal Regulation
USB Detection   
4    3    3    5    3    3    4   
I2C
Standalone (RC-Settable)   
I2C    I2C    I2C
Standalone (RC-Settable)   
I2C
Standalone (RC-Settable)   
I2C    I2C
Standalone (RC-Settable)   
Switch-Mode Buck    Switch-Mode Buck    Switch-Mode Buck    Switch-Mode Buck    Switch-Mode Buck    Switch-Mode Buck    Switch-Mode Buck   
Catalog    Catalog    Catalog    Catalog    Catalog    Catalog    Catalog   
-40 to 125    -40 to 85    -40 to 85    -40 to 85    -40 to 85    -40 to 125    -40 to 125   
42DSBGA    30DSBGA    30DSBGA    24WQFN    24WQFN    42DSBGA    42DSBGA   
3.9    3.9    3.9    3.9    3.9    3.9    3.9   
14    13.5    13.5    14    14    14    14   
22    22    22    22    22    22    22   
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WEBENCH® Designer BQ25898

Battery Specifications:
Chemistry Lithium Ion/Lithium Polymer
  Series Parallel
Cell Count
Cell Capacity  mAh  
Total Capacity mAh  
Charger Specifications:
  Min   Max Range
Vin  V 3.90 to 14.00V
Iin  A ≤ 3.25A
Vchg  V 2.304 to 4.608V
Ichg  A ≤ 4.032A
Ambient Temp  °C -40 to 85°C