【用于高端手持设备的低成本充电管理芯片ＢＱ２４０７０应用设计】低成本的移动电源芯片

　　摘要：给出详细的锂电池充电管理芯片BQ24070应用设计。 　　关键词：电池充电管理；DPPM；BQ24070 　　引言 　　 　　BQ24070是TI(德州仪器公司)基于BQTINY III产品衍生出来的低成本单节锂电池线性充电管理芯片，支持USB和交流适配器充电模式，符合预充－恒流－恒压－涓充的充电过程，它具有DPPM(动态功率路径管理功能)，因此支持深度放电电池充电(插入交流适配器后不需要等待即可正常开机)和使用小功率交流适配器充电的应用，自动功率补偿、调整充电电流和系统电流分配关系，最大程度保证系统的正常工作；具有电池温度检测功能，在电池处于过冷或者过热的环境中充电时保护电池，避免损坏，支持高达1.5A充电电流，具有充电时间设置功能，避免电池长时间充电而损坏。BQ24070是20引脚3.5mm×4.5mm QFN，小巧紧凑的封装形式节省PCB板空间。
　　适用范围：个人媒体播放器，多媒体手机，游戏机，PDA和其他手持设备。
　　
　　功能设计
　　
　　DPPM功能
　　动态功率路径管理(DPPM)是指当交流适配器或者USB电源提供的电流不足以满足电池充电和系统供电时，BQ24070的DPPM单元将进行下面两个操作：
　　
　　1)当Vout引脚电压降到1.15×VDPPM时(VDPPM即在RDFPM电阻上的电压)，BQ24070就会降低电池充电电流，阻止交流适配器或者USB电源电压的下降，将电源中的更多电流分配给系统一称为浅度DPPM模式。
　　2)如果降低充电电流、甚至将所有充电电流都分配给系统，依然不能满足系统电流需求时，使得Vout电压继续下降，当Vout电压跌到预先设定电压值时，BQ24070就会从电池中自动抽取部分电流补充给系统，即Q2导通，Q2的最大电流通流量为4A一称为深度DPPM模式。
　　
　　DPPM工作原理
　　
　　通过设置DPPM引脚对地的电阻阻值即可完成，当系统电流与充电电流之和大于交流适配器或者USB电源最大输出电流时必然会引起交流适配器或者USB电源电压的跌落(当电源过载时，电源会进入限流模式，即电流会恒定到某一数值，但是电压会逐渐下
　　
　　 开放式漏极，需要上拉电阻辅助。
　　PG=0，入口电源正常。
　　PG=1，入口电源不正常。
　　VREF引脚只有在交流适配器或者USB电源在位时才会有固定的3.3V/10mA输出，此引脚需要连接一个去耦电容，容量为0.47uF，不要超过1uF。
　　MODE引脚为1，使能交流适配器充电功能。
　　MODE引脚为0，使能USB电源充电功能。
　　ISET2、CE引脚逻辑高、逻辑低电平范围：逻辑高=1.4V～7V，逻辑低=小于0.4V。
　　
　　BQ24070缓启动设置
　　
　　为了避免BQ24070在系统启动瞬间进入过流保护或者短路保护状态减小瞬态冲击电流(inrush current)，要在DPPM引脚与地之间接入一个电容器来实现，通常这个电容地容值为InF-10nF。
　　
　　元件选择和布板
　　
　　输入输出功率电容应选择ESR值小的无极性瓷片材质的电容，材质标准为X7R或者XSR，电容容值为10uF。
　　其他辅助控制电容也应选择ESR值小的无极性瓷片材质的电容，材质标准为X7R或者X5R。
　　所有用于功率输入、输出的电容必须要尽可能的接近IN、OUT、BAT引脚。
　　用于辅助控制的电容也应尽可能的接近相应引脚，例如与DPPM引脚连接的电容。
　　所有输入输出用于承载功率的PCB铜线宽度要尽可能的加大，减小线路压降和损耗。
　　BQ24070芯片底部功率管脚(PowerPad)需要与PCB上大面积的地铜层连接用于散热，将芯片上的热量导出，避免芯片进入过热保护，同时提高芯片工作的可靠性。
　　
　　BQ24070应用电路
　　
　　BQ24070应用电路示于图4。