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升降壓超級電容充電方案

發布時間:2020-10-09 來源:Eric Xiong 責任編輯:wenwei

【導讀】超級電容由于其充電次數,更好的瞬態性能,更簡單的充電管理以及更少的環境污染,在很多應用中越來越受歡迎。多個電容單體(2.7V)串聯往往需要buck-boost充電拓撲來實現電源的充電管理。BQ25703A是一種集快速充電、電源路徑管理、保護功能于一體的單芯片方案。本文討論了在實際應用中的一些注意事項。
 
1. 典型充電電路和充電曲線:
 
升降壓超級電容充電方案
圖1 典型應用電路
 
升降壓超級電容充電方案
圖2 典型的充電曲線
 
升降壓超級電容充電方案
圖3 配置和軟件設置
 
2. 加速充電過程
 
與鋰電池的預充電過程不同,超級電容可以直接快速充電,從而減少充電時間,可以采取如下兩種方式來減小芯片自帶的預充過程,
 
使用更低的檢流電阻Rsr=2mOhm.
默認是10 mOhm,相當于提升5倍的預充電流。
 
升降壓超級電容充電方案
圖 4   20s 快速充電充滿
 
2去使能LDO 模式
 
為了保證芯片的最小工作電壓,在預充過程充,BATFET處于LDO模式下,采用旁路模式也能加快充電速度,但會犧牲一部分系統電壓范圍。
 
升降壓超級電容充電方案
圖 5  LDO 使能模式
 
 
升降壓超級電容充電方案
圖6 LDO旁路模式
 
3. 兼容0.5A小電流USB輸入
 
當輸入電源的電流能力有限,而充電電流很高時會有拉低輸入電壓的風險,需要動態的配置充電電流,防止系統電壓過低導致的系統崩潰。BQ25703A的DPM模式能靈活地設置輸入功率限制,動態地的分配實時的充電電流,保證輸入電壓恒定。
 
升降壓超級電容充電方案
圖 7  無DPM模式
 
升降壓超級電容充電方案
圖8 DPM模式
 
4. 被動均衡功能
 
為了防止單體過充或者欠充,需要加入主動或者被動均衡,在保證功耗的基礎上,被動均衡的電路簡單,成本更低。
 
升降壓超級電容充電方案
升降壓超級電容充電方案
圖9 電阻被動均衡
 
5. 硬件過充保護
 
當軟件崩潰或者程序錯誤設置時,需要硬件的保護來防止電壓過沖而引起的危險。使用內部比較器并結合芯片本身的HIZ模式可以強制保護充電電壓低于設置的安全門限值。
 
升降壓超級電容充電方案
升降壓超級電容充電方案
圖10 HIZ 硬件過壓保護
 
6. 綜述
 
綜上,BQ25703A可以作為多節的超級電容的升降壓充電方案,自帶power path 功能和DPM功能,軟件配置靈活,硬件保護功能齊全。
 
 
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