ZHCAFU9 October   2025 BQ25822

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1简介
  5. 2BQ25822 概述
  6. 3借助 BQ25822 实现大功率超级电容器备用电源设计
  7. 4BQ25822 评估
    1. 4.1 设备
    2. 4.2 BQ25822 EVM 设置
    3. 4.3 评估和结果
  8. 5总结
  9. 6参考资料

3 借助 BQ25822 实现大功率超级电容器备用电源设计

BQ25822 超级电容器备用电源设计图 3-1 BQ25822 超级电容器备用电源设计

要在超级电容器备用电源应用中使用 BQ25822，可采用简化的控制架构来管理电流的流向与幅度。流向控制由比较器完成，该比较器将负载电流与主电源的最大可用电流进行对比，确保仅在需要时才输出补充电流。当系统负载电流 (iLOAD) 小于最大可用功率 (iPWR_MAX) 时，ACUV 引脚被拉高，BQ25822 在正向充电模式下运行。如果 iLOAD 超过 iPWR_MAX，ACUV 引脚被拉至低电平，BQ25822 立即转换至反向模式以提供补电电流。幅度控制通过向 ILIM_HIZ 引脚注入基准电流来实现，使运算跨导放大器 (OTA) 能够根据系统负载条件 iLOAD 实时调整正向或反向补充电流。

在设计 BQ25822 超级电容器备用电源时，必须考虑几个关键参数来验证可靠运行。以下示例展示了 20kW 应用场景下的此设计流程。该流程首先需确定标称总线电压，系统最大负载及主电源的最大可用功率

方程式 1. V B U S _ n o m = 54 V
方程式 2. I P W R _ m a x = 370 A
方程式 3. I L o a d _ m a x = 740 A
接下来，定义超级电容器组的充电和放电限制，以及瞬态负载期间所需的补充功率。
方程式 4. V C a p _ c h g = 46 V
方程式 5. V C a p _ d s c h g = 39 V
方程式 6. P C a p _ S u p p l e m e n t = ( V B U S _ n o m × I L o a d _ m a x ) - ( V B U S _ n o m × I P W R _ m a x )   = 20 k W
方程式 7. I C a p _ S u p p l e m e n t = P C a p _ S u p p l e m e n t V C a p _ d s c h g   = 515 A
根据这些数值，基于指定的保持时间 TSupplement 来计算所需的储能和最小电容，以验证在瞬态负载事件期间具备足够的备用能力：
方程式 8. T S u p p l e m e n t = 0.25 s
方程式 9. E r e q ' d = P C a p _ S u p p l e m e n t × T S u p p l e m e n t   = 5,000 J
方程式 10. C r e q ' d = 2 × E r e q ' d ( V C a p _ c h g ) 2 - ( V C a p _ d s c h g ) 2   = 20 F

最后，依据每相 40A 的电流限制，确定并联的 BQ25822 器件数量，确保电流均匀分配，并满足大功率设计的扩展性需求。

方程式 11. n P h a s e = I C a p _ S u p p l e m e n t 40   = 15
注： 在使用 BQ25822 进行大功率应用设计时，元件选择和 PCB 布局在验证高效率、热可靠性和安全运行方面发挥着关键作用。开关 MOSFET 和电感器需选择具备足够电气额定值与热裕度的型号，以承受大电流与开关损耗。仅通过 PCB 铜箔面积未必能完全为充电器散热，因此可能需要外部冷却（如气流散热或加装散热片）。
表 3-1 建议元件：
元件 值 建议的器件型号
开关 MOSFET 80V，2.9mΩ IAUT165N08S5N029
电感器 4.7μH、4.5mΩ VCMI177T-4R7MN5