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】超級電容由於其充電次數,更好的瞬態性能,更簡單的充電管理以及更少的環境汙染,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、保護功能於一體的單芯片方案。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:

圖1 典型應用電路

圖2 典型的充電曲線

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,相當於提升5倍的預充電流。

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處於LDO模式下,采用旁路模式也能加快充電速度,但會犧牲一部分係統電壓範圍。

圖 5 LDO 使能模式

圖6 LDO旁路模式
3. 兼容0.5A小電流USB輸入
當(dang)輸(shu)入(ru)電(dian)源(yuan)的(de)電(dian)流(liu)能(neng)力(li)有(you)限(xian),而(er)充(chong)電(dian)電(dian)流(liu)很(hen)高(gao)時(shi)會(hui)有(you)拉(la)低(di)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)的(de)風(feng)險(xian),需(xu)要(yao)動(dong)態(tai)的(de)配(pei)置(zhi)充(chong)電(dian)電(dian)流(liu),防(fang)止(zhi)係(xi)統(tong)電(dian)壓(ya)過(guo)低(di)導(dao)致(zhi)的(de)係(xi)統(tong)崩(beng)潰(kui)。BQ25703A的DPM模式能靈活地設置輸入功率限製,動態地的分配實時的充電電流,保證輸入電壓恒定。

圖 7 無DPM模式

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。


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衝而引起的危險。使用內部比較器並結合芯片本身的HIZ模式可以強製保護充電電壓低於設置的安全門限值。


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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