锂电池开关式充电芯片MP2615GQ在实际项目中的应用原理解析
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由于以前用过线性充电芯片BQ24040,初次使用对锂电池充电芯片的特性不是很了解,这种LDO架构式的充电对散热要求高,输入输出电流相等,压差大,功耗就大假设充电电流和电池电流相等,Vout=Vbat,BQ24040推荐3.4V为最小计算电压,充电线5V最大电压5%偏差,热阻为63.5°C/w,环境温度55°C;功率和热阻公式如下:
P = [V(IN) – V(OUT)] × I(OUT) + [V(OUT) – V(BAT)] × I(BAT)
θJA = (TJ – TA) / P
代入公式得:
P=(5.25-3.4)*Iout=1.85*Iout (w)
63.5°C/w=(Tj-Ta)/P (Tj=125°C, Ta=55 °C)
125 °C>55+117.475*Iout
Iout< 0.60 A
这时候充电电流就必须特别小,一旦大了就会烧芯片,肯定达不到手册给的1A,最大充电电流建议控制在0.6~0.7A,过高的电流容易触发芯片本身的保护机制,引起电流下降。
开关式充电有点类似BUCK电路,转换效率很高,MP2615具有最高2A的充电电流,同时最多能支持2节4.2V锂电池串联充电,能满足大多数工况的使用。
如上图所示,芯片外围电路比较简单:
pin4 CELL接高电平(注意:必须接芯片VCC输出),此时外接1节锂电池;
pin5 SEL悬空,电池电压默认充满4.2V,恒压充电CV=4.2V;
Pin11 CHGOK接一个绿色LED指示灯,当充电完成时,CHGOK为低电平,充电完成绿色指示灯亮;
pin12 ACOK接一个红色LED指示灯,当有电源接入时,ACOK为低电平,此时红色指示灯亮;
Pin13 NTC引脚如果使用的话,需要电池包内有NTC电阻,上图没有使用;
Pin6 EN脚连接100kΩ到地;
Pin14 TMR脚是通过连接一个电容,通过电容的充放电设置充电安全时间,如果不用,就接地。
涓流充电时间计算公式如下:
如果CTMR =0.47uF,涓流充电时间0.5小时。
CC/CV充电时间计算公式如下:
如果CTMR =0.47uF,CC/CV充电时间2.95小时。
Pin9和Pin10连接采样电阻,做电流采样功能。
CC恒流充电电流是通过RS采样电阻设置,2A充电电流,RS=50mΩ,
涓流充电Trickle Charge current 是Itc=1/10ICC=200mA。
其他几个引脚的设置和BUCK电源类似,就不详细说了,感兴趣可以看前面分享的文章:
DCDC基础(3)--BUCK电路的电感选型
DCDC基础(4)-- 非同步BUCK电路的续流二极管是怎么确定的?
DCDC基础(5)-- BUCK电路中输出电容的作用是什么?如果只是滤波的话去掉这颗电容行不行?
DCDC基础(6)-- BUCK电路中输入电容的计算
最后给出原理图的BOM清单。