Texas Instruments bq24179バックブースト・バッテリ充電器

Texas Instruments bq24179バックブーストバッテリ充電器は、完全集積されたスイッチモードのバックブースト充電器で、1セル~4セルのリチウムイオン電池とリチウムポリマ電池を対象としています。充電器には4つのスイッチングMOSFET(Q1、Q2、Q3、Q4)、入力と充電電流センシング回路、バッテリFET(QBAT)、バックブーストコンバータのすべてのループ補償が集積されています。ナローVDC電力経路管理が採用されており、設定可能な最低システム電圧未満に降下せずバッテリ電圧をわずかに上回るようにシステムの安定化を図ります。システムの電力が入力源の定格値を上回ると、入力源に過負荷をかけることなくバッテリ補助モードによってシステムがサポートされます。この充電器は、VDC(NVDC)電力経路管理をサポートしており、システムはバッテリ電圧よりもわずかに高い電圧で安定化が図られていますが、最低システム電圧を下回ることはありません。このシステムにより、バッテリが完全に放電または取り外された場合でも動作します。負荷電力が入力源の定格を超過するとバッテリが補足モードになり、入力源が過負荷になることおよびシステムがクラッシュすることを回避させます。

デバイスは、レガシーUSBアダプタや高電圧USB PDアダプタ、従来のバレルアダプタをはじめとして、広範な入力源からバッテリを充電します。充電器は、ホスト制御なしで入力電圧とバッテリ電圧に基づいてバック、ブースト、またはバックブースト構成の間で自動的に設定されます。デュアル入力源セレクタは、2つの異なる入力源から流れる電力を管理します。入力選択は、一次入力のデフォルトソース#1(VAC1)、二次入力のソース#2(VAC2)のようにI2Cを介してホストによって制御されています。調整式高電圧アダプタを使用して高速充電をサポートするために、D+/D-ハンドシェイクを実現しています。デバイスは、入力電流および電圧安定化が搭載されているUSB 2.0およびUSB 3.0電源仕様に準拠しています。また、入力電流オプティマイザ(ICO)を使用すると、不明な入力源の最大電力点も検出できます。

この充電器は、I2Cホスト制御式充電モード以外に自律充電モードもサポートしています。起動すると、デフォルトのレジスタ設定によって充電が有効になります。デバイスは、ソフトウェアに一切依存することなく充電サイクルを完了できます。また、バッテリ電圧を検出し、トリクル充電、プリ充電、定電流(CC)充電、定電圧(CV)充電といったさまざまなフェーズでバッテリを充電します。充電サイクルが完了すると、定電圧フェーズでプリセットされた制限値(終了電流)を充電電流が下回った場合に充電器によって自動終了します。バッテリの残量が充電閾値を下回ると、充電器による別の充電サイクルが自動的に開始します。

Texas Instruments bq24179は、バッテリ温度負サーミスタ(NTC)監視、トリクル充電、プリチャージ(プリ充電)、高速充電タイマー、バッテリと入力の過電圧/過電流保護をはじめとして、バッテリ充電とシステム動作のためのさまざまな安全機能を実現しています。熱安定化によって、接合部温度がプログラマブル閾値を超えると充電電流が低減されます。デバイスのSTAT出力は、充電状態と任意の障害状態を報告します。PG出力は、電源正常源が有効の場合に表示されます。INTピンは、障害が発生したときにホストに直ちに通知します。デバイスは、充電電流と入力/バッテリ/システム(VAC、VBUS、BAT、SYS、TS)電圧を監視するための16ビット対応アナログ・デジタル・コンバータ(ADC)も実現しています。

特徴

  • 高電力密度・高レベル集積バック-ブースト充電器(あらゆるUSB PD 3.0プロファイルをサポートする1~4セル電池向け)
    • 4つのスイッチングMOSFETとBATFETを集積
    • 入力と充電電流センシングを集積
  • 高効率
    • 750kHzまたは1.5MHzスイッチング周波数
    • 2Sバッテリの充電を目的に最適化された効率性、9V入力で96.5%の効率性、3A ICHGで15V入力で94.5%の効率性
    • 5A充電電流(分解能10mA)
      • 効率性96.5%(20Vから3Aの場合に16Vバッテリ)
  • 幅広い入力源をサポート
    • 3.6V~24Vの広い入力動作電圧範囲(30V絶対最大定格あり)
    • 最高22Vまでの入力電圧ダイナミックパワーマネジメント(VINDPM)および最大3.3Aまでの入力電流ダイナミックパワーマネジメント(IINDPM)をともなう最大電力追尾
    • USB BC1.2、SDP、CDP、DCP、HVDCP、ノンスタンダード・アダプタを検出
  • ソース選択のためのデュアル入力パワーmuxコントローラ(オプション)
  • ナロー電圧DC(NVDC)電力経路管理
  • 最適なシステム性能のための柔軟性の高い自律およびI2Cモード
  • 電圧、電流、温度監視用の集積16ビットADC
  • バッテリの低い静止電流
    • バッテリ専用動作で標準30µA
  • 高精度
    • 2sバッテリで±1%充電電圧安定化
    • ±10%の充電電流レギュレーション
    • ±5%入力電流安定化
  • 安全性
    • 熱調節とサーマルシャットダウン
    • 入力/バッテリOVPおよびOCP
    • コンバータMOSFET OCP
    • 充電安全タイマ
  • パッケージ
    • 56ピン2.9mm × 3.3mm WCSP

アプリケーション

  • スマートフォン
  • タブレット
  • コードレス電気掃除機
  • 医療機器
  • ドローン
  • ワイヤレス・スピーカ
  • デジタルカメラ
  • モバイルプリンタ
  • 電子POS (EPOS)

簡略図

回路図 - Texas Instruments bq24179バックブースト・バッテリ充電器
公開: 2021-04-21 | 更新済み: 2022-03-11