基于BQ24060的鋰離子電池充電器的設計

摘要：鋰離子電池充電器的發熱問題一直是電子工程師在進行鋰離子電池充電器設計時的難點之一，如果設計不周密，會帶來安全問題。這里介紹了TI公司的鋰離子電池充電器專用芯片BQ24060的技術特點，詳細敘述使用BQ24060芯片設計鋰離子電池充電器時熱調節保護功能的設計方法及要點，并給出了典型應用電路。經過實踐驗證，該方案達到了預期的目標。
關鍵詞：BQ24060；鋰離子電池；充電器；熱保護

鋰離子電池充電器的發熱問題一直是電子工程師在進行鋰離子電池充電器設計時的難點之一，如果設計不周密，會帶來安全問題。從電量和容量兩方面來講，鋰離子電池的能量密度都很大，因此廣泛應用于便攜式設備，如PDA、MP3、手機、數碼相機等。由于高集成度線性電池充電器簡單易用、成本低、體積小，因此廣泛應用于為單體鋰離子電池充電。但是，如果用不具備熱調節功能的適配器給便攜式系統鋰離子電池充電，線性充電器的散熱難題就會凸顯出來，難以保證在安全散熱范圍內工作。這里介紹一種基于TI公司的鋰離子電池充電器專用芯片BQ24060、支持熱調節保護功能的鋰離子電池充電器的設計方法。它不僅能夠使工程師完善散熱方面的考慮，同時還能極大化充電率，盡可能縮短充電時間，同時具備輸入過壓保護(VOP)功能。有著較強的實用性。

1 BQ24060芯片功能特點
BQ24060是TI公司的一個高集成的鋰離子電池充電管理IC，其功能引腳如圖1所示，表1介紹了各引腳功能。BQ24060提供能在有限空間里完成多功能的、安全的滿充電的鋰離子電池充電器設計，其內部集成了1 A功率FET以及電流傳感器，因而能夠承受高達26 V的輸入電壓。該產品還提供具備獨特安全與低壓降特性的全面充電管理功能，以延長電池使用壽命。BQ24060可以使鋰離子電池分三階段進行充電：預充電方式、恒流熱調節充電方式、精確恒壓充電方式。充電終止是基于一個最小電流。內部可編程充電定時器為充電終止和在熱調節狀態動態調節提供安全保障。

BQ24060充電算法縮短了充電時間，實現了總充電量的最大化，并可保護電池免遭過熱損壞或電損壞。當電池電壓降到內部閾值以下時，BQ24060會重新開始充電，如果去除外部輸入電源，那么就會進入低功耗睡眠模式。BQ24060集成了反向阻斷保護機制，以避免在沒有DC供電的情況下發生電池漏電的情況。此外，BQ24060經過配置后，還能在LDO模式下工作，這樣，即使沒有電池，系統也能完全正常工作。在終端設備制造過程中，LDO模式的特性對全面系統測試前的電路板測試也相當有用。