Texas Instruments bq21080線性電池充電器IC專注于小解決方案尺寸和低靜態(tài)電流以延長電池壽命。該器件采用8焊球芯片級封裝，無需采用HDI PCB工藝進(jìn)行制造，從而降低了PCB成本。該器件可支持高達(dá)800mA的充電電流和高達(dá)2.5A的系統(tǒng)負(fù)載。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：Texas Instruments bq21080線性電池充電器IC數(shù)據(jù)手冊.pdf

該器件采用標(biāo)準(zhǔn)鋰離子或磷酸鐵鋰充電曲線分三個(gè)階段對電池進(jìn)行充電：預(yù)充電、恒流和恒壓。通過熱調(diào)節(jié)提供最大充電電流，同時(shí)管理器件溫度。該充電器還針對電池間充電進(jìn)行了優(yōu)化，具有3V的最低輸入電壓，并且可以承受25V的絕對最大線路瞬變。Texas Instruments bq21080集成了單按鈕輸入和復(fù)位電路，以減小解決方案的總尺寸。

特性

• 800mA電源路徑線性電池充電器
  • 已針對電池間充電和USB適配器優(yōu)化的3.0V至5.9V輸入電壓工作范圍
  • 可耐受25V的輸入電壓
  • 可配置的電池調(diào)節(jié)電壓，精度為0.5%，范圍為3.6V至4.65V，階躍為10mV
  • 5mA至800mA的可配置快速充電電流
  • 電池FET導(dǎo)通電阻：55mΩ
  • 高達(dá)2.5A的放電電流，支持高系統(tǒng)負(fù)載
  • 可配置的終止電流，支持低至0.5mA
  • 可配置的NTC充電曲線閾值，包括JEITA支持
  • 電源周期和高級復(fù)位機(jī)制，用于恢復(fù)系統(tǒng)
• 電源路徑管理，用于系統(tǒng)供電和電池充電
  • 穩(wěn)定系統(tǒng)電壓 (SYS) 范圍為4.4V至4.9V，此外還具有電池電壓跟蹤功能和輸入直通選項(xiàng)
  • 可配置的輸入電流限制
  • 用于系統(tǒng)的可選適配器或電池電源
  • 動(dòng)態(tài)電源路徑管理可以對通過弱適配器充電進(jìn)行優(yōu)化
• 超低靜態(tài)電流模式
  • 30nA關(guān)斷模式
  • 運(yùn)輸模式下為5μA，支持按鈕喚醒
  • 僅電池模式下為4μA
  • 休眠模式下輸入適配器Iq為45μA
• 單按鈕喚醒和復(fù)位輸入
• 集成故障保護(hù)
  • 輸入過壓保護(hù) (V IN_OVP )
  • 電池欠壓保護(hù) (V BUVLO )
  • 電池短路保護(hù) (BATSC)
  • 電池過流保護(hù) (BATOCP)
  • 輸入電流限制保護(hù) (ILIM)
  • 熱調(diào)節(jié) (TREG) 和熱關(guān)斷 (TSHUTDOWN)
  • 電池?zé)峁收媳Ｗo(hù) (TS)
  • 看門狗和安全定時(shí)器故障
  • 系統(tǒng)短路保護(hù)
  • 系統(tǒng)過壓保護(hù)

簡化示意圖

BQ21080線性電池充電器IC技術(shù)解析與應(yīng)用指南

一、產(chǎn)品概述

BQ21080是德州儀器(TI)推出的一款I2C控制、單節(jié)鋰電池線性充電器IC，集成了電源路徑管理和船運(yùn)模式(Ship Mode)功能。該器件采用8球芯片級封裝(DSBGA)，尺寸僅1.6mm x 1.1mm，專為空間受限的便攜式設(shè)備設(shè)計(jì)。

?主要特點(diǎn)?：

• 800mA功率路徑線性電池充電器
• 3.0V至5.9V輸入電壓工作范圍，優(yōu)化用于電池間充電和USB適配器
• 25V耐受輸入電壓
• 可配置電池調(diào)節(jié)電壓，3.6V至4.65V范圍內(nèi)精度±0.5%(10mV步進(jìn))
• 5mA至800mA可配置快速充電電流
• 55mΩ電池FET導(dǎo)通電阻
• 支持高達(dá)2.5A的放電電流以滿足高系統(tǒng)負(fù)載

二、關(guān)鍵特性詳解

1. 電源路徑管理

BQ21080采用先進(jìn)的電源路徑架構(gòu)，可在為系統(tǒng)供電的同時(shí)對電池充電。其動(dòng)態(tài)電源路徑管理功能可優(yōu)化弱適配器下的充電效率，確保系統(tǒng)負(fù)載優(yōu)先。

?系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)?支持多種模式：

• 電池跟蹤模式(VBAT + 225mV)
• 固定電壓模式(4.4V至4.9V)
• 直通模式(SYS電壓等于VIN)

2. 超低靜態(tài)電流

器件在多種模式下實(shí)現(xiàn)極低功耗：

• 30nA關(guān)機(jī)模式
• 3.2μA船運(yùn)模式(帶按鈕喚醒)
• 4μA純電池模式
• 45μA睡眠模式輸入靜態(tài)電流

3. 集成保護(hù)功能

BQ21080提供全面的保護(hù)機(jī)制：

• 輸入過壓保護(hù)(VIN_OVP)
• 電池欠壓保護(hù)(VBUVLO)
• 電池短路保護(hù)(BATSC)
• 電池過流保護(hù)(BATOCP)
• 輸入電流限制保護(hù)(ILIM)
• 熱調(diào)節(jié)(TREG)和熱關(guān)斷(TSHUT)
• 電池?zé)峁收媳Ｗo(hù)(TS)
• 看門狗和安全定時(shí)器故障
• 系統(tǒng)短路保護(hù)
• 系統(tǒng)過壓保護(hù)

三、典型應(yīng)用

1. 目標(biāo)應(yīng)用領(lǐng)域

• TWS耳機(jī)及充電盒
• 智能眼鏡、AR和VR設(shè)備
• 智能手表及其他可穿戴設(shè)備
• 零售自動(dòng)化和支付終端
• 樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)

2. 充電過程控制

BQ21080采用標(biāo)準(zhǔn)Li-ion或LiFePO4充電曲線，包含三個(gè)階段：

1. ?預(yù)充電?：當(dāng)VBAT < VLOWV時(shí)，以預(yù)設(shè)的預(yù)充電電流充電
2. ?恒流充電?：VBAT > VLOWV后，以設(shè)定的ICHG電流充電
3. ?恒壓充電?：接近目標(biāo)電壓時(shí)，電流逐漸減小直至終止

?充電終止條件?：

• 充電電流降至設(shè)定的終止電流(ITERM)
• 安全定時(shí)器超時(shí)
• 熱關(guān)斷觸發(fā)

四、寄存器配置與I2C接口

BQ21080通過I2C接口(7位地址0x6A)提供全面的可編程性，支持標(biāo)準(zhǔn)模式(100kbps)和快速模式(400kbps)。

?關(guān)鍵配置寄存器?：

1. ?VBAT_CTRL?：設(shè)置電池調(diào)節(jié)電壓(3.5V-4.65V)
2. ?ICHG_CTRL?：配置充電電流(5mA-800mA)
3. ?CHARGECTRL0?：預(yù)充電/終止電流設(shè)置
4. ?SYS_REG?：系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)模式選擇
5. ?TS_CONTROL?：溫度監(jiān)控閾值配置

五、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

1. 布局建議

• 輸入/輸出電容應(yīng)選用低ESR陶瓷電容(X7R/X5R)
• IN、SYS和BAT引腳的高電流路徑需適當(dāng)布線以避免壓降
• NTC接地應(yīng)盡可能靠近器件GND引腳

2. 熱管理

器件功耗計(jì)算公式：
PDISS = PSYS + PBAT = (VIN - VSYS)*IIN + (VSYS - VBAT)*IBAT

結(jié)溫估算：
TJ = TA + θJA * PDISS
需確保系統(tǒng)功耗在器件限制范圍內(nèi)。