一种基于BQ24610的便携式充电管理设计

一种基于BQ24610的便携式充电管理设计

刘月

（中国电子科技集团公司第七研究所 广东 广州 510310）

摘要：本文介绍一种基于TI公司BQ24610的便携式锂电充电管理设计，并给出便携系统充电部分的设计框图及硬件电路，分析了BQ24610芯片的电路工作原理。实践表明该便携式充电管理电路设计合理，工作稳定，达到工程应用要求。

关键词：BQ24610；锂电充电管理；便携产品

引言

随着科学技术发展，各种便携式产品逐渐深入日常生活各个环节，如笔记本电脑、独立电池充电器、便携式工业和医疗仪器、各种模型及测量仪器终端等。而电池是各种终端产品重要组成部分，对锂电充电要求也越来越智能化。本文提供一种智能充电管理设计。

1 充电管理芯片介绍

TI的BQ24610是PWM降压型锂电充电管理芯片，切换频率600kHz；支持5V28V的宽输入电压和16芯电池；最大充电电流可达10A；0.5%的充电电压精度，3%的充电电流精度；支持-40℃+155℃的工作温度；电池静态电流小于15uA，芯片输入静态电流小于1.5mA；采用VQFN (24)封装，长宽高4.00 mm × 4.00 mm× 1.00 mm，可做成小体积的成品。

2 便携应用系统框图

此处应用实践以满电16.8V的4芯电池为例，升降压芯片选用LTM4609, 便携充电管理应用系统框图如图1所示                       图1 便携充电管理应用系统框图

3 工作原理

便携充电管理应用系统通过CPU分析处理电池数据后，控制屏幕显示器实时显示充电电压和充电电量百分比，界面人性化一目了然，有利于用户合理安排充电时间和使用计划。              BQ24610具有涓流、恒流和恒压充电模式。涓流充电电流由15脚ISET2通过外部两个电阻设置，I涓流=VISET2/(100*Rsr)，Rsr=10m；芯片系统电流由16脚ACSET通过外部两个电阻设置，I系统电流=VACSET/(20*Rac)，Rac=10m；恒流充电电流由11脚ISET1通过外部两个电阻设置，I恒流=VISET1/(20*Rsr)，Rsr=10m。四芯电池充电电流和充电电压示意图如图2所示

图2 四芯电池充电电流和充电电压示意图

当VCC管脚电压大于低压锁存阈值，并大于电池电压至少1.5V，充电器正常工作，对电池充电。若电池电压低于11.2V，充电器自动进入涓流充电模式，此时充电电流为所设置恒流充电电流的10%。当电池电压大于11.2V，充电器进入恒流充电模式。当电池电压继续上升接近恒压充电16.8V时，充电器进入恒压充电模式，充电电流逐渐减小。当充电结束，LODRV管脚输出高电平。漏极开路输出管脚STAT1内部晶体管关断，输出高阻态；另一个漏极开路输出STAT2管脚内部晶体管接通，输出低电平，以指示充电结束状态。涓流充电、恒流充电及恒压充电过程中STAT1输出低电平，STAT2输出高阻态。

在充电结束状态，如果断开输入电源，再重新接入，将开始一个新的充电周期；若电池电压下降到再充电阈值16V，也将自动开始新的充电周期。

当输入电压掉电时，BQ24610自动进入睡眠模式，内部电路被关断。BQ24610内部还有一个过压比较器，当BAT管脚电压上升到恒压充电电压的1.02倍，过压比较器动作，关断片外的PMOS场效应晶体管，充电器暂时停止，直到BAT管脚电压回复到恒压充电电压以下。

为监测电池温度，需在TS管脚和GND管脚之间接一个10kΩ负温度系数的热敏电阻。若电池温度超出正常范围，充电过程将被暂停，直到电池温度回复到正常温度范围内为止。

若配置其他芯数电池，计算公式为VBAT=2.1V*(1+R2/R1)。

3.1 引脚功能

3.2 应用电路

充电管理芯片应用电路设计如图3所示，由BQ24610实现四芯满电16.8V充电管理设计，配置涓流充电电流0.3A,恒流充电电流3.0A，芯片系统供电4.0A。

图3  BQ24610四芯电池充电管理设计图

4结束语

BQ24610是一款锂电充电管理芯片，高度集成的芯片设计，配合少许外围电路，即可组成 1~6 芯锂电充电管理解决方案。采用VQFN (24)封装，可以做成很小体积的成品，应用简单，无需专用充电器、避免资源浪费。满足多串大容量锂电池组应用场合。有很高的应用价值。

参考文献

[1] 陈树成 杨志勇 王科 王建佳. 便携式可充电多路输出电源设计. 通信电源技术，2014.

[2] 李文辉凌铭. 一种基于单片机的智能充电器. 上海工程技术大学，2022.

作者简介：刘月（1988—），汉族，本科，中共党员，现就职于中国电子科技集团公司第七研究所，主要研究方向数字电路设计、无线通信。