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1、充電IC原理介紹和相關差異 Q3年度教育訓練,F4 TE王成偉,內容,一常見充電IC介紹二充電IC工作原理(MB39A132)三充電IC主要參數和計算四經驗分享,一常見充電IC介紹,常見的充電IC主要有以下幾種:MAX8725MAX17015MAX17415(和MAX17015互為替代)MB39A132,二充電IC工作原理(MB39A132),簡介MB39A132 是一款用于锂离子电池充电的脉宽调制方式(PWM)同步整流DC/DC 转换器IC。该芯片可分别控制充电电压和充电电流,支持N 型MOS 驱动,适用于降压转换。MB39A132 内置独立于DC/DC 转换器控制部分的AC 适配器检测比较
2、器,可控制系统的电压供给源。因为该芯片的输入电压范围大,待机模式时功耗低,可高精度地控制充电电压和充电电流,用于笔记本电脑等的内置锂离子电池充电器最合适。,二充電IC工作原理(MB39A132),特征 支持2、3 和4Cell 电池包 内置两个恒电流控制环路 内置AC 适配器检测功能(ACOK 引脚)充电电压设定精度:0.5(Ta 25 85)无外接设定电阻也可设定充电电压(4.00 V/节、4.20 V/节、4.35 V/节)通过外接电阻可任意设定输出电压 内置两个高精度的电流检测放大器:输入补偿电压:3 mV 检测精度:1 mV(+INC1,+INC2 3 V VCC)无外接设定电阻也可设
3、定充电电流(Rs 20 m 时2.85A)通过外接电阻可任意设定充电电流 通过外接电阻可设定开关频率(内置频率设定电容):100 kHz 2 MHz 待机(ICC 6 A 标准)时,仅AC适配器检测功能工作 内置支持N 型MOS FET 的同步整流方式输出段 内置低VCC 时充电停止功能 内置可调整时间的软启动功能 内置独立工作的AC 适配器端电流检测放大器,二充電IC工作原理(MB39A132),二充電IC工作原理(MB39A132),二充電IC工作原理(MB39A132),2.保护功能欠压锁定电路部分(VREF-UVLO)内部基准电压(VREF)的瞬间压降可能会引发控制IC 误动作,从而使
4、系统发生损坏或劣化。为了防止这类误动作的发生,欠压锁定电路检测内部基准电压的压降,并将OUT1引脚(引脚30)和OUT2引脚(引脚27)固定在“L”电平。内部基准电压高于欠压锁定电路的阈值电压时,UVLO解除。保护电路(VREF-UVLO)工作时的功能表UVLO 工作时(VREF 电压低于UVLO 阈值电压),下记引脚的逻辑值固定。,二充電IC工作原理(MB39A132),低输入电压检测比较器部分(UV Comp.)比较VCC引脚(引脚1)电压和BATT 引脚(引脚17)电压,VCC引脚电压低于BATT 引脚电压0.1 V(典型)时,OUT1引脚(引脚30)和OUT2 引脚(引脚27)固定在“
5、L”电平。若输入电压高于低输入电压检测比较器的阈值电压,则系统恢复工作。保护电路(UV Comp.)工作时的功能表低输入电压检测时(输入电压低于UV Comp.阈值电压),下记引脚的逻辑值固定,二充電IC工作原理(MB39A132),过流检测部分(Over Current Det.)过流检测部分检测+INC2 引脚(引脚12)和-INC2 引脚(引脚13)之间0.2 V(典型)及以上的电位差。因负载突变等过大的电流流向充电方向时,该部分判断这是过流、将CS引脚(引脚19)变为“L”电平并将占空比设定为0。之后,过流解除且软启动动作开始。充电过流检测值:Ioc det(A)0.2(V)/RS()
6、对应RS值的充电电流和过流检测值(举例),二充電IC工作原理(MB39A132),过温检测过温检测是保护IC免遭热破坏的电路。结温达到150 时,该电路将OUT1引脚(引脚30)和OUT2引脚(引脚27)设定为“L”电平并停止电压输出。另外,结温降到 125 以下时,电压输出重新开始。设计DC/DC电源系统时要留意避免过温保护动作启动以及超出本IC 的绝对最大额定。,二充電IC工作原理(MB39A132),充电电压的设定方法:用输入ADJ3 引脚(引脚18)的电压和输入CELLS 引脚(引脚25)的电压可设定充电电压(DC/DC 转换器输出电压)。ADJ3引脚可设定每一节电池的充电电压。VRE
7、F电平或GND电平的电压输入ADJ3引脚时,可使用事先设定的内部高精度基准电压。输入VREF 电平的电压、GND电平的电压、或悬空时,CELLS 引脚 可设定电池的串联数。ADJ3 引脚、CELLS 引脚和充电电压(DC/DC 转换器输出电压)之间具有以下关系:,二充電IC工作原理(MB39A132),充电电流的设定方法误差放大器(Error Amp2)将 ADJ2 引脚(引脚14)电压设定的充电电流控制部分的电压与充电电流检测放大器(CurrentAmp2)的输出进行比较,并输出 PWM 控制信号。流入电池的充电电流上限值根据ADJ2 引脚电压值设定。若电流有超出设定值的倾向时,则以该设定值
8、进行恒电流充电,且充电电压下降。电池的充电电流设定用电压:ADJ2充电电流上限值Io(充电电流控制部分的输出电压 0.075)/电流检测放大器增益(25 V/V 典型)检测电阻RS(),二充電IC工作原理(MB39A132),充電软启动时间设定方法为了防止IC 启动时的冲击电流,通过在CS 引脚(引脚19)连接软启动用电容器(Cs)的方法,可设定软启动。CTL1 引脚(引脚23)和CTL2 引脚(引脚32)成为“H”电平,IC启动(Vcc UVLO 的阈值电压)时,对CS 引脚外接的软启动用电容器(Cs)开始以10 A 充电。软启动时间可根据以下算式求得。软启动时间(输出占空比达到80%所花时
9、间):ts(s)0.23 Cs(F),二充電IC工作原理(MB39A132),注意事項:1.手工焊接法(部分加热法)焊枪头温度:Max 400 时间:5 s 以内/引脚,三.充電IC主要參數和計算,Battery Charging Current(方法一):,三.充電IC主要參數和計算,Battery Charging Current(方法一):,Ichg=(Vadj2-0.075)/(25*Rs)當3S2P時,Vadj2=1.6375V(即)/(25*0.025)=2.5A當3S1P時,Vadj2=0.81875V(即)/(25*0.025)=1.3A當Pre Charging時,Vadj2
10、=168.75mV即()/(25*0.025)=150mA,三.充電IC主要參數和計算,Battery Charging Current(方法二):,三.充電IC主要參數和計算,Battery Charging Current(方法二):以上線路設計主要是有BIOS RD在BIOS里面設定ISET_EC的電壓值,而不在是之前的有POWER RD設計POWER線路來控制的,當ISET_EC的電壓值會對應Battery Charging Current值,附件的對照表供大家參考。,三.充電IC主要參數和計算,Battery Charging Voltage(方法一):Vadj3=Vref=Vbat
11、=4.2V/cellCELLS-open=3 cellsVBAT=3*4.2V=12.6V,三.充電IC主要參數和計算,Battery Charging Voltage(方法二):以上線路設計主要是有BIOS RD在BIOS里面設定VSET_EC的電壓值,而不在是之前的有POWER RD設計POWER線路來控制的,當VSET_EC的電壓值會對應Battery Charging Voltage值,附件的對照表供大家參考。,三.充電IC主要參數和計算,Battery Charging Current/Voltage(MAX17015):MAX17015線路設計的主要是有BIOS RD在BIOS里面
12、設定ISET_EC/VSET_EC的電壓值,而不在是之前的有POWER RD設計POWER線路來控制的,當ISET_EC/ISET_EC的電壓值會對應Battery Charging Current/ISET_EC值,附件的對照表供大家參考。,三.充電IC主要參數和計算,Battery Charging Current/Voltage():,三.充電IC主要參數和計算,Battery Charging Current/Voltage():Ichg=(VSRSET/VVDAC)*(0.10/RsR)VVDAC=3.6V3S2P時:VSRSET3.6*PR215/(PR215PR216)Ichg=
13、2.1875A3S1P時:VSRSET3.6*(R8903/PR215)(R8903/PR215)100Ichg=1.099A,三.充電IC主要參數和計算,Battery Charging Current/Voltage():Ichg=(VSRSET/VVDAC)*(0.10/RsR)VVDAC=3.6V RsR=0.013S1P prechg時:VSRSET3.6*(R8903/R8905/PR215)(R8903/R8905/PR215)100Ichg=0.199A3S2P prechg時:VSRSET3.6*(R8905/PR215)(R8905/PR215)100Ichg=0.2187
14、A,四經驗分享,MB39A132經驗分享.A.機種:F6VE DOA B.不良現象:A/D無法開機,BAT可以開機。C.不良原因:因為A/D無法開機,BAT可以開機。故為A/D_DOCK_IN無法轉為AC_BAT_SYS。分析發現 PQ8813 NG,導致CHG_VCC無法發出,從AC_OK為L,從 而無法開啟PQ8812,使得P_AC_APR_UC_10為L,PQ8806無法開啟,即A/D_DOCK_IN無法轉為AC_BAT_SYS。A/D無法開機。D.相關線路(請參照下頁),四經驗分享,四經驗分享,MB39A132經驗分享.A.機種:F6VE DOA B.不良現象:A/D無法開機,BAT可以開機。C.不良原因:因為A/D無法開機,BAT可以開機。故為A/D_DOCK_IN無法轉為AC_BAT_SYS。分析發現 PQ8813 NG,導致CHG_VCC無法發出,從AC_OK為L,從 而無法開啟PQ8812,使得P_AC_APR_UC_10為L,PQ8806無法開啟,即A/D_DOCK_IN無法轉為AC_BAT_SYS。A/D無法開機。D.相關線路(請參照下頁),四經驗分享,QA,