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升降壓超級(jí)電容充電方案

發(fā)布時(shí)間:2020-10-09 來(lái)源:Eric Xiong 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】超級(jí)電容由于其充電次數(shù),更好的瞬態(tài)性能,更簡(jiǎn)單的充電管理以及更少的環(huán)境污染,在很多應(yīng)用中越來(lái)越受歡迎。多個(gè)電容單體(2.7V)串聯(lián)往往需要buck-boost充電拓?fù)鋪?lái)實(shí)現(xiàn)電源的充電管理。BQ25703A是一種集快速充電、電源路徑管理、保護(hù)功能于一體的單芯片方案。本文討論了在實(shí)際應(yīng)用中的一些注意事項(xiàng)。
 
1. 典型充電電路和充電曲線:
 
升降壓超級(jí)電容充電方案
圖1 典型應(yīng)用電路
 
升降壓超級(jí)電容充電方案
圖2 典型的充電曲線
 
升降壓超級(jí)電容充電方案
圖3 配置和軟件設(shè)置
 
2. 加速充電過(guò)程
 
與鋰電池的預(yù)充電過(guò)程不同,超級(jí)電容可以直接快速充電,從而減少充電時(shí)間,可以采取如下兩種方式來(lái)減小芯片自帶的預(yù)充過(guò)程,
 
使用更低的檢流電阻Rsr=2mOhm.
默認(rèn)是10 mOhm,相當(dāng)于提升5倍的預(yù)充電流。
 
升降壓超級(jí)電容充電方案
圖 4   20s 快速充電充滿
 
2去使能LDO 模式
 
為了保證芯片的最小工作電壓,在預(yù)充過(guò)程充,BATFET處于LDO模式下,采用旁路模式也能加快充電速度,但會(huì)犧牲一部分系統(tǒng)電壓范圍。
 
升降壓超級(jí)電容充電方案
圖 5  LDO 使能模式
 
 
升降壓超級(jí)電容充電方案
圖6 LDO旁路模式
 
3. 兼容0.5A小電流USB輸入
 
當(dāng)輸入電源的電流能力有限,而充電電流很高時(shí)會(huì)有拉低輸入電壓的風(fēng)險(xiǎn),需要?jiǎng)討B(tài)的配置充電電流,防止系統(tǒng)電壓過(guò)低導(dǎo)致的系統(tǒng)崩潰。BQ25703A的DPM模式能靈活地設(shè)置輸入功率限制,動(dòng)態(tài)地的分配實(shí)時(shí)的充電電流,保證輸入電壓恒定。
 
升降壓超級(jí)電容充電方案
圖 7  無(wú)DPM模式
 
升降壓超級(jí)電容充電方案
圖8 DPM模式
 
4. 被動(dòng)均衡功能
 
為了防止單體過(guò)充或者欠充,需要加入主動(dòng)或者被動(dòng)均衡,在保證功耗的基礎(chǔ)上,被動(dòng)均衡的電路簡(jiǎn)單,成本更低。
 
升降壓超級(jí)電容充電方案
升降壓超級(jí)電容充電方案
圖9 電阻被動(dòng)均衡
 
5. 硬件過(guò)充保護(hù)
 
當(dāng)軟件崩潰或者程序錯(cuò)誤設(shè)置時(shí),需要硬件的保護(hù)來(lái)防止電壓過(guò)沖而引起的危險(xiǎn)。使用內(nèi)部比較器并結(jié)合芯片本身的HIZ模式可以強(qiáng)制保護(hù)充電電壓低于設(shè)置的安全門限值。
 
升降壓超級(jí)電容充電方案
升降壓超級(jí)電容充電方案
圖10 HIZ 硬件過(guò)壓保護(hù)
 
6. 綜述
 
綜上,BQ25703A可以作為多節(jié)的超級(jí)電容的升降壓充電方案,自帶power path 功能和DPM功能,軟件配置靈活,硬件保護(hù)功能齊全。
 
 
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