ZHCSY15 March   2025 TPS61381-Q1

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 引脚配置和功能
  6. 5 规格
    1. 5.1 绝对最大额定值
    2. 5.2 ESD 等级
    3. 5.3 建议运行条件
    4. 5.4 热性能信息
    5. 5.5 电气特性
    6. 5.6 I2C 时序特性
    7. 5.7 典型特性
  7. 6 详细说明
    1. 6.1 概述
    2. 6.2 功能方框图
    3. 6.3 特性说明
      1. 6.3.1 VCC 电源和 UVLO 逻辑
      2. 6.3.2 启用或关断
      3. 6.3.3 器件工作模式和控制逻辑
      4. 6.3.4 配置为状态指示器
      5. 6.3.5 热关断
    4. 6.4 充电器功能说明
      1. 6.4.1 充电器启用
      2. 6.4.2 LDO 充电器
      3. 6.4.3 镍氢电池充电曲线
      4. 6.4.4 锂电池充电曲线
      5. 6.4.5 超级电容器充电曲线
      6. 6.4.6 电池冷热温度（TS 引脚）
      7. 6.4.7 充电器保护和故障状态指示
    5. 6.5 升压功能说明
      1. 6.5.1 启用和启动
        1. 6.5.1.1 自动切换到升压模式
        2. 6.5.1.2 手动切换到升压模式
      2. 6.5.2 向下计数模式
      3. 6.5.3 输出接地短路保护
      4. 6.5.4 升压控制环路
      5. 6.5.5 电流值运行
      6. 6.5.6 轻负载状态下的功能模式
        1. 6.5.6.1 自动 PFM 模式
        2. 6.5.6.2 强制 PWM 模式
      7. 6.5.7 占空比限制
      8. 6.5.8 BUB 电压环路
      9. 6.5.9 展频
    6. 6.6 电池运行状态 (SOH) 检测功能说明
      1. 6.6.1 SOH 模式运行
      2. 6.6.2 AVI 引脚中的多信号输出
      3. 6.6.3 计算 BUB 的阻抗
    7. 6.7 I2C 串行接口
      1. 6.7.1 数据有效性
      2. 6.7.2 启动条件和停止条件
      3. 6.7.3 字节格式
      4. 6.7.4 确认 (ACK) 和否定确认 (NACK)
      5. 6.7.5 从器件地址和数据方向位
      6. 6.7.6 单独读取和写入
      7. 6.7.7 多重读取和多重写入
  8. 7 寄存器映射
    1. 7.1  寄存器 00H：CHIP_ID
    2. 7.2  寄存器 01H：BOOST_SET1
    3. 7.3  寄存器 02H：BOOST_SET2
    4. 7.4  寄存器 03H：BOOST_SET3
    5. 7.5  寄存器 04H：CHGR_SET1
    6. 7.6  寄存器 05H：CHGR_SET2
    7. 7.7  寄存器 06H：CHGR_SET3
    8. 7.8  寄存器 07H：CHGR_SET4
    9. 7.9  寄存器 08H：CHGR_STATUS
    10. 7.10 寄存器 09H：SOH_SET1
    11. 7.11 寄存器 0AH：SOH_SET2
    12. 7.12 寄存器 0BH：CONTROL_STATUS
    13. 7.13 寄存器 0CH： FAULT_CONDITION
    14. 7.14 寄存器 0DH：STATUS_PIN_SET
    15. 7.15 寄存器 0EH：SW_RST
  9. 8 应用和实施
    1. 8.1 应用信息
    2. 8.2 典型应用
      1. 8.2.1 设计要求
      2. 8.2.2 详细设计过程
        1. 8.2.2.1 选择外部 MOSFET
        2. 8.2.2.2 电感器选型
        3. 8.2.2.3 备用电池侧的电容
        4. 8.2.2.4 选择输出电容器
        5. 8.2.2.5 环路稳定性与补偿设计
          1. 8.2.2.5.1 微小信号分析
          2. 8.2.2.5.2 环路补偿设计
      3. 8.2.3 应用曲线
    3. 8.3 电源相关建议
    4. 8.4 布局
      1. 8.4.1 布局指南
      2. 8.4.2 布局示例
  10. 9 器件和文档支持
    1. 9.1 器件支持
      1. 9.1.1 第三方产品免责声明
    2. 9.2 文档支持
      1. 9.2.1 相关文档
    3. 9.3 接收文档更新通知
    4. 9.4 支持资源
    5. 9.5 商标
    6. 9.6 静电放电警告
    7. 9.7 术语表
  11. 10修订历史记录
  12. 11机械、封装和可订购信息

6.4.3 镍氢电池充电曲线

在镍氢电池充电模式下，TPS61381-Q1 采用时间控制的充电曲线对电池进行充电，包含两个阶段：连续充电和间歇充电（可选）。

在启动镍氢电池充电周期之前，该器件会检查电池状态。如果备用电池电压 (VBUB) 高于 1.34V * 电芯数量（由 I2C 位 BUB_CELL 设置，寄存器 05H：CHGR_SET2）时，器件会将备用电池视为已充满。器件不会开始充电，并将 I2C CHG_DONE 位（寄存器 08H：CHGR_STATUS）设置为 1，以指示充电周期已完成。

如果初始备份电池电压低于 1.34V × 电芯数量，TPS61381Q 将进入连续充电阶段。备用电池在该阶段以恒定电流充电，并由预设的计时器控制。充电电流和连续充电阶段的持续时间可通过 I2C 接口（寄存器 04H 至 05H：BUB_CC、BUB_NIMH_TIMER）进行编程。当计时器结束且连续充电阶段完成后，TPS61381-Q1 将 I2C 位 CHG_DONE 位（寄存器 08H：CHGR_STATUS）设置为 1，以指示充电周期已完成。

如果重新充电功能被禁用（由 I2C 位 BUB_TER 设置，寄存器 06H：CHGR_SET3），则在连续充电阶段完成后，IC 将停止充电。用户可以通过切换 EN_CHGR 引脚或 I2C CHGR_EN 位来重新启动充电，此操作会清除 CHGR_MODE_DONE 位，并重新开始连续充电阶段。

TPS61381-Q1 禁用重新充电功能时的镍氢电池充电曲线图 6-5 禁用重新充电功能时的镍氢电池充电曲线

如果启用重新充电功能（由 I2C 位 BUB_TER 设置，寄存器 06H：CHGR_SET3），则在连续充电阶段完成后，该器件将进入间歇充电阶段。在此阶段，IC 通过间歇性脉冲充电循环（2 秒开，58 秒关）为镍氢电池补充自然自放电消耗的电量。

TPS61381-Q1 启用重新充电功能时的镍氢电池充电曲线图 6-6 启用重新充电功能时的镍氢电池充电曲线

TPS61381-Q1 会在所有充电阶段监控电池电压，如果电池电压高于 1.70V × 电芯数量，该器件将停止充电，并将 I2C 位 BUB_OVP（寄存器 0CH：FAULT_CONDITION）设置为 1，以指示过压保护。