充电IC原理介绍和相关差异.ppt

充電充電IC原理介紹和相關差異原理介紹和相關差異 Q3Q3年度教育訓練年度教育訓練F4 TE王成偉王成偉Pegatron Electrical Engineering Department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Pegatron Electrical Engineering Department一常見充電IC介紹•常見的充電IC主要有以下幾種:•MAX8725•BQ24751•MAX17015•MAX17415(和MAX17015互為替代）•MB39A132Pegatron Electrical Engineering Department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Pegatron Electrical Engineering Department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定充电电流（Rs ＝ 20 mΩ 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 μA 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Pegatron Electrical Engineering Department二充電IC工作原理((MB39A132)Pegatron Electrical Engineering Department二充電IC工作原理((MB39A132)Pegatron Electrical Engineering Department二充電IC工作原理((MB39A132)2. 保护功能保护功能■欠压锁定电路部分欠压锁定电路部分(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 OUT1 OUT2 CS VB L L L LPegatron Electrical Engineering Department二充電IC工作原理((MB39A132)■低输入电压检测比较器部分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“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 OUT1 OUT1 CS L L LPegatron Electrical Engineering Department二充電IC工作原理((MB39A132)■ 过流检测部分过流检测部分(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(Ω)对应RS值的充电电流和过流检测值( 举例) RS ADJ2 Io OCDet 20 mΩ0.5 V ～ 4.4 V0.85 A ～ 8.65 A 10 A 15 mΩ0.5 V ～ 4.4 V1.13 A ～ 11.5 A 13APegatron Electrical Engineering Department二充電IC工作原理((MB39A132)■ 过温检测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Pegatron Electrical Engineering Department二充電IC工作原理((MB39A132)■充电电压的设定方法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VREF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:Pegatron Electrical Engineering Department二充電IC工作原理((MB39A132)■ 充电电流的设定方法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(Ω)}Pegatron Electrical Engineering Department二充電IC工作原理((MB39A132)■ 充電充電软启动时间设定方法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 μA 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% 所花时间): ts(s) ≈ 0.23 × Cs (μF)Pegatron Electrical Engineering Department二充電IC工作原理((MB39A132)■注意事項：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Pegatron Electrical Engineering Department三.充電IC主要參數和計算■ Battery Charging Current(方法一）方法一） :Pegatron Electrical Engineering Department三.充電IC主要參數和計算■ Battery Charging Current （方法一）（方法一）:PRECHGPRECHG 0 0 0 0 1 1 1 1BATSEL_2P#BATSEL_2P# 0 0 1 1 0 0 1 1CHARGE MODECHARGE MODE 3 3S2PS2P 3S1P3S1P PrePre ChargingCharging PrePre ChargingChargingIchg = (Vadj2-0.075)/(25*Rs)當3S2P時，Vadj2 =1.6375V(即1.6375-0.075)/(25*0.025)=2.5A當3S1P時，Vadj2 =0.81875V(即0.81875-0.075)/(25*0.025)=1.3A當Pre Charging時，Vadj2 =168.75mV即（0.16875-0.075)/(25*0.025)=150mAPegatron Electrical Engineering Department三.充電IC主要參數和計算■ Battery Charging Current （方法二）（方法二）:Pegatron Electrical Engineering Department三.充電IC主要參數和計算■ Battery Charging Current （方法二）（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。

Pegatron Electrical Engineering Department三.充電IC主要參數和計算■ Battery Charging Voltage(方法一）方法一） :Vadj3 = Vref ==> Vbat = 4.2V /cellCELLS->open ==>3 cellsVBAT=3*4.2V=12.6VPegatron Electrical Engineering Department三.充電IC主要參數和計算■ Battery Charging Voltage （方法二）（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 Pegatron Electrical Engineering Department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。

Pegatron Electrical Engineering Department三.充電IC主要參數和計算■ Battery Charging Current / Voltage （（BQ24751））:3S1P charge0011prechg0101charge current2.19 A219mA1.1 A199mAPrechg ModeFOR 3S2P3S2P prechgFOR 3S1PFOR 3S1P prechgPegatron Electrical Engineering Department三.充電IC主要參數和計算■ Battery Charging Current / Voltage （（BQ24751））:Ichg = (VSRSET/VVDAC)*(0.10/RsR) VVDAC=3.6V3S2P時： VSRSET＝3.6*[PR215/（PR215＋PR216)]Ichg =2.1875A3S1P時： VSRSET＝3.6*｛(R8903//PR215)÷[ (R8903//PR215) ＋100]}Ichg =1.099A Pegatron Electrical Engineering Department三.充電IC主要參數和計算■ Battery Charging Current / Voltage（（BQ24751））:Ichg = (VSRSET/VVDAC)*(0.10/RsR) VVDAC=3.6V RsR=0.013S1P prechg時： VSRSET＝3.6*｛(R8903//R8905//PR215)÷[ (R8903//R8905//PR215) ＋100]}Ichg =0.199A3S2P prechg時： VSRSET＝3.6*｛(R8905//PR215)÷[ (R8905//PR215) ＋100]}Ichg =0.2187A Pegatron Electrical Engineering Department四經驗分享■ MB39A132經驗分享經驗分享. 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_SYSA/D無法開機 D.相關線路（請參照下頁）Pegatron Electrical Engineering Department四經驗分享Pegatron Electrical Engineering Department四經驗分享■ MB39A132經驗分享經驗分享. 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）Pegatron Electrical Engineering Department四經驗分享Pegatron Electrical Engineering Department QA。