分享： BQ24040：BQ2404X系列器件原理图和布局审核

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     BQ24040具有自动启动功能的 1A 单输入单节锂离子电池充电器,充电器功率级和充电电流感应功能完全集成在了一起。 该充电器具有高精度电流和电压调节环路功能、充电状态显示，和充电终止功能。 预充电电流和终止电流阈值都可以通过 bq24040 和 bq 24045 上的外部电阻进行编程。 快速充电电流值也可以通过一个外部电阻进行编程。

bq2404x 1A 具有自动启动功能的单输入，单节锂离子和锂聚合物电池充电器 数据表 (Rev. F)

Q: 已完成设计和布局，有人能帮审核下吗？

A: BQ24040和BQ2404X系列清单，用于原理图和布局审核。

 

这也适用于BQ21040、BQ24050和BQ24090系列器件。

 

以下各项是检查器件原理图和布局时应检查的重点项。请注意，某些注意事项可能不适用于您的特定器件。

 

原理图/布局：

 

1. 引脚1 – In，输入滤波电容的范围必须为1uF至10uF。找到靠近器件的位置。应该是具有良好高频响应的陶瓷（MLCC）。输入上的电压可能具有较宽的范围大小，以匹配可能的电压范围。
2. 引脚2 – ISET，用于设置输出电流的接地电阻应位于器件附近，并具有良好的返回导热垫的能力。
3. 引脚3 – VSS，导热垫接地
4. 引脚4 – PRETERM，应将电阻接地以设置预充电和端接电流，且应将其放置在靠近器件的位置，具有良好的返回导热垫的能力。
5. 引脚5-/ PG，需要开路集极输出上拉。如果不使用，则可悬空。
6. 引脚6 – NC（无连接）–开路
7. 引脚7 – ISET2，USB100/500选择引脚拉高、拉低或悬空。
8. 引脚8-/ CHG，需要开路集极输出上拉。如果不使用，则可悬空。
9. 引脚9 – Ts，连接到电池组或电路板上的NTC电阻，以限制充电温度范围。如果不使用，则用10k接地。请注意，如果与可拆卸电池组一起使用，建议防止ESD或其他滤波，则应注意。
10. 引脚10 - OUT，输出滤波电容必须为1uF至10uF。找到靠近器件的位置。应该是具有良好高频响应的陶瓷（MLCC）。电压将被调节为比输入电压低4.2V的额定电压。
11. 导热垫–线性稳压器可能具有较高功耗。通过多个通孔连接到热平面。

 

ISET和PRETERM电阻上的功耗极低，且可以采用小封装。

 

另请参见第11节数据表的布局部分。

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 BQ24040和BQ2404X系列充电完成引脚行为/ CHG

Q: BQ2404X充电器系列具有一个充电完成引脚/ CHG，用于指示充电正在进行或已完成。但在某些情况下，虽然电池充电已停止（电池无电流），但是/ CHG表示已充电。其他情况下，虽然电池正在充电（电池有电流），但是/ CHG并不表示正在进行充电。

 

A: 这也适用于BQ21040、BQ24050、BQ24090和BQ25100系列器件。

开漏输出中的/ CHRG引脚用于指示电池充电周期正在进行。当器件检测到有效电源并开始为电池充电时，该引脚将变为低电平。当设备检测到电池已充满电（充电完成/终止）时，该引脚将变为高阻态。

为优化最终用户体验，在以下特定情况下，充电器的行为如下：

1.）如果TS（NTC）引脚指示温度过高，则暂停充电，但是/ CHG引脚将保持低电平，因为尚未检测到充电终止或充电完成。当温度降低且/ CHG引脚保持低电平时，充电将恢复。

2.）如果充电终止/充电完成后，电池电压降，至“再充电”（V-RCH）状态，则BQ2404X将自动重新开始充电。这样做旨在保持电池充满电。这种情况下，即使开始充电，/ CHG引脚在终止后仍将保持高阻态。

3.）在OVP关闭或充电定时器故障期间/ CHG为高阻态

关于第一个充电周期的注意事项——上电时，使用TS引脚禁用/启用或检测电池插入，/ CHG为低电平时启动。启动充电周期但非第一个充电周期退出TTDM模式或电池电压低于V-RCH。

更多信息，请参见BQ24040数据表充电完成数据表第8.3.7节，另请参见第8.4.1节中的表格。

注意——第2节于 2019年5月20日更新-保持高阻态

 

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 BQ24040和BQ2404X系列故障排除技巧，无输出，充电电流低，提早终止等。

Q: 如果我们发现BQ24040或类似器件有问题，建议采取哪些措施来解决呢？

 

A: 这也适用于BQ21040、BQ24050和BQ24090系列器件。

 

器件系列的一些故障排除技巧

 

如果器件没有开始充电，检查电池电流状态：

1. 正常操作时，TS引脚电压需要介于278mV至790mV之间
2. 检查输入电压是否低于OVP 6.6V。
3. 仔细检查ISET和PRETERM电阻，低充电电流可能会引起问题。

 

充电将开始，但电池电流低于目标值：

1. TS引脚电压必须处于正常范围内。低温条件下，半充电状况将使电流TS降低到790mV至1230mV之间
2. 对于ISET2引脚，引脚浮动将电流限制为100mA
3. 输入电压很低，需要整个器件压降700mV至1000mV才能获得完整的输出电流。
4. 内部热限制，如果管芯温度达到125C，则降低输出电流，以控制热上升。

 

充电可能会提前终止或在较低电压下终止：

1. TS引脚电压必须处于正常范围内。高温条件下，充电电压降至4.06V Ts，介于278mV至178mV之间。
2. 电池和充电器之间的电阻会增加BAT端子上的电压，并随着电池电压的升高而出现。

 

同时：

1. 测试标准负载所需的电池或电池模拟器将无法工作。
2. CHG和PG引脚将使您更好了解器件状况。
3. 检查ISET处的电压，该电压应与减小400的输出电流成正比。Iout/400 * R-ISET。
4. ISET处的电压表示输出电流，PRETERM处的电压表示终止点。
5. 正常充电电流的电池电压需要处于2.5V至4.1V之间。低于或高于此值，电流将减小。

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 BQ24040和BQ2404X系列NTC和TTDM模式的TS引脚配置

Q: TS引脚具有多种配置方式。

最佳连接方式是什么？如何连接？

A: 这也适用于BQ21040、BQ24050和BQ24090系列器件。

TS引脚的选配件和配置，最佳布置取决于系统要求。以下是模式和配置的摘要。

 

正常电池充电——连接到电池组中的NTC热敏电阻，以监视电池温度。50uA电流源将产生一个由内部电压比较器监控的电压。电荷处在1230mV以上和178mV以下将被挂起。如果不使用NTC，则一个10k的电阻将能够正常工作。

 

关机——拉低TS引脚将禁用充电。

 

终止和定时器禁用模式（TTDM）——浮动或驱动拉高，进入TTDM。此模式类似于电源模式。充电完成后，电压将保持施加到电池上。

 

禁用TTDM——将237k电阻接地，以禁用TTDM模式。用于拆卸电池组，无需TTDM模式。这种情况下，电荷被挂起且不存在电压。

 

典型配置是将NTC/10k电阻连接到TS。如果电池组可拆除，则可选择TTDM模式为器件供电。

 

有关更多信息，请参见数据手册中的第8.4.8和8.4.9节。