ZHCAFE1A June   2025  – June 2025 BQ25620 , BQ25622 , BQ25622E , BQ25628 , BQ25628E , BQ25629 , BQ25638

 

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简介

对于许多系统而言,确定电池是否存在很有帮助。如果存在电池,则可以支持更高的系统负载或在移除电池时向最终用户提供通知。此外,从 BAT 引脚上移除电池并且存在适配器时,充电器开始对电池节点上的电容充电。达到调节电压后充电停止,直到 BAT 引脚电压降至充电阈值以下,然后再次开始充电。这可能会导致可闻噪声、增加 EMI 或 SYS 电压波动。为了缓解这些问题,可以利用 BQ2562x 和 BQ2563x 单节电池充电器的集成特性来检测电池是否存在,同时相应地启用或禁用充电。

 BQ25622 应用示意图图 1 BQ25622 应用示意图

电池检测方法

BQ2562x 和 BQ2563x 充电器系列能够在 BAT 引脚上施加大约 30mA 的放电电流。此功能可用于实现电池检测算法。如果不存在电池,30mA 放电电流会移除 BAT 引脚上的所有小容性电荷,导致电压下降。当存在电池时,BAT 引脚上存在电压。在任一情况下,均可通过集成 ADC 检测电池电压。如果使用保护器 IC,则必须在短时间内启用充电器以恢复保护器 IC 的欠压保护 (UVP)。如果启用充电时 VBAT 低于 VREG-VRECHG,则存在电池且保护器件处于活动状态。这些方法支持快速检查电池是否已插入系统,同时不需要任何其他组件。

 BAT 引脚放电法图 2 BAT 引脚放电法

电池检测程序

可在主机 MCU 固件上执行以下步骤,检测电池移除或 UVP 保护处于活动的时间。以下程序中给出的寄存器和位对应 BQ2562x 系列充电器。有关其他充电器系列,请访问数据表寄存器定义。

移除电池检测:

  1. CE 引脚拉至高电平或写入 EN_CHG=0 (0x16[5]=0),确保禁用充电。
  2. 写入 FORCE_IBATDIS=1 (0x16[6]=1) 启用 IBAT 放电电流。
  3. 等待大约 5ms。
  4. 写入 FORCE_IBATDIS=0 (0x16[6]=0) 禁用 IBAT 放电电流。
  5. 写入 ADC_RATE=1 (0x26[6]=1) & ADC_EN=1 (0x26[7]=1),将 ADC 设置为单次触发模式并启用。
  6. 从 0x30 读回 VBAT ADC 值。
  7. 如果 VBAT ADC 值大于电池欠压阈值,可以启用连接的有效电池和充电 EN_CHG=1 (0x16[5]=1)。
  8. 如果 VBAT ADC 值小于保护器 IC 欠压阈值,继续执行下一程序,尝试从 UVP 保护中恢复。

启用 ADC 之后且在步骤 5 与步骤 6 之间读回值之前,确保固件中有充足的等待时间。可以调节 ADC 的转换速度或仅启用 VBAT ADC 以减少 ADC 等待时间。

检查并恢复保护器 IC:

  1. 配置 VSYSMIN = 3.84V(写入 0x0E=0x0C00),VREG = 3.7V(写入 0x04=0x0B90),禁用端接(写入 0x14[2]=1),禁用 PFM(写入 0x18[4]=1)
  2. CE 引脚拉至低电平或写入 EN_CHG=1 (0x16[5]=1) 启用充电
  3. 等待充足的时间以关闭保护器件的放电 FET。
  4. 写入 ADC_RATE=1 (0x26[6]=1) & ADC_EN=1 (0x26[7]=1),将 ADC 设置为单次触发模式并启用
  5. 从 0x30 读回 VBAT ADC 值
  6. 如果 (VREG-VRECHG - 100mV) 小于 VBAT ADC 值,则未连接有效电池。将 CE 引脚拉至高电平或写入 EN_CHG=0 (0x16[5]=0) 禁用充电。
  7. 如果 VBAT ADC 值 < (VREG-VRECHG + 100mV),则连接有效电池且可以继续充电。

步骤 3 中的等待时间取决于电池使用的保护 IC。需要通过测试确定从 UVP 恢复所需的具体等待时间。等待时间取决于电池放电深度和保护器件恢复标准。确定电池是否存在后,所有之前的寄存器配置均可按应用要求复位。

示例波形

使用标准锂离子电池 BQ25620EVM 和 BQ29700EVM 执行测试。

电池不存在时,初始 FORCE_IBATDIS 将电池电压变为 0V,然后启用充电。启用充电后,VBAT 围绕 VREG-VRECHG 和 VREG 波动,可以使用 BQ25620 的集成 VBAT ADC 进行验证,确认未连接电池。

 电池不存在图 3 电池不存在

FORCE_IBATDIS 不会将 VBAT 拉至 UVP 阈值以下,因此在检测到电池时仅执行第一个程序。

 存在电池图 4 存在电池

保护器 UVP 在大约 800ms 后恢复,充电继续。必须通过保护器放电 FET 的体二极管为电池充电直至超过 VUVP+VHYS,使保护器 IC 完全恢复。

 存在电池 - UVP 恢复图 5 存在电池 - UVP 恢复

如果电池深度放电,电压不会在短时间内完全恢复至高于 VUVP+VHYS 的水平。根据使用的保护器 IC 和电池放电的方式确定启用充电的时间。

 UVP 恢复失败图 6 UVP 恢复失败