BQ25172鎳氫電池線性充電器技術解析與應用指南
Texas Instruments bq25172鎳氫獨立線性充電器是一款集成800mA線性充電器，用于1節至6節鎳氫電池。這些器件面向工業和醫療應用。只有一路功率輸出來給電池充電。系統負載可與電池并聯。只有在平均系統負載不能防止電池在安全定時器持續時間內完全充電的情況下，才能實現這一選項。當系統負載與電池并聯時，充電電流在系統和電池之間共享。
數據手冊；*附件：Texas Instruments bq25172鎳氫獨立線性充電器數據手冊.pdf
Texas Instruments bq25172充電器具有全集成的功率級和充電電流感應功能。該充電器具有高精度電流、充電狀態顯示和基于定時器的充電終端。串聯電池計數、充電電流和充電定時器可通過外部電阻器進行編程。間歇充電允許鎳氫電池在電壓降至充電閾值以下時自動充電以縮短定時器持續時間。
特性
- 輸入電壓可耐受高達30V電壓
- 自動睡眠模式，降低功耗
- 電池漏電流：350nA
- 充電禁用時輸入漏電流：85μA
- 支持1節至6節鎳氫電池間歇充電
- 外部電阻器可編程操作
- VSET進行鎳氫串聯電池從1節至6節計數的設置
- ISET用于充電電流從10mA至800mA設置
- TMR進行充電安全定時器時間從4小時到22小時的設置
- 高精度
- 充電電壓精度：±0.5%
- 充電電流精度：±10%
- 充電特性
- NTC熱敏電阻輸入，用于監控電池溫度
- 禁用低溫和高溫充電
- V
OUT_OVP在冷溫度下降低 - TS引腳，用于充電功能控制
- 開漏輸出，用于狀態和故障指示
- 集成故障保護
- 18V IN過壓保護
- 基于VSET的OUT過壓保護
- 1000mA過流保護
- 125°C熱調節
- 150°C熱關斷保護
- OUT短路保護
- VSET、ISET和TMR引腳短路/開路保護
功能框圖
BQ25172鎳氫電池線性充電器技術解析與應用指南
一、產品概述與核心特性
德州儀器(TI)的BQ25172是一款專為1-6節鎳氫(NiMH)電池設計的集成式線性充電器IC，主要面向工業與醫療應用場景。該器件具有以下突出特點：
- ?寬輸入電壓范圍?：3V至18V工作輸入，30V瞬態耐受能力
- ?高精度充電控制?：
- 800mA最大充電電流
- ±0.5%充電電壓精度
- ±10%充電電流精度
- ?靈活配置?：
- 通過外部電阻可編程設置：
- 電池節數(1-6節)
- 充電電流(10mA-800mA)
- 安全定時器時長(4-22小時)
- 通過外部電阻可編程設置：
- ?先進的保護機制?：
- 輸入過壓保護(18V閾值)
- 輸出短路保護
- 125°C熱調節/150°C熱關斷
- 配置引腳短路/開路保護
二、關鍵電氣參數
| 參數 | 條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|
| 輸入電壓范圍 | 正常工作 | 3.0 | - | 18 | V |
| 靜態電流 | 充電禁用狀態 | - | 0.35 | 0.6 | μA |
| 充電電流范圍 | RISET=375Ω-30kΩ | 10 | - | 800 | mA |
| 熱關斷閾值 | 溫度上升 | - | 150 | - | °C |
| 充電FET導通電阻 | IOUT=400mA | - | 845 | 1000 | mΩ |
三、架構與工作原理
3.1 充電控制機制
BQ25172采用?純恒流(CC)充電模式?，通過以下兩種方式終止充電：
- ?安全定時器到期?：通過TMR引腳電阻設置(4-22小時)
- ?電壓超過VOUT_OVP閾值?：每節電池1.7V(典型值)
當芯片結溫超過TREG(125°C)時，器件會自動降低充電電流并?將定時器時鐘速率減半?，以防止過熱。
3.2 間歇充電功能
- 當電池電壓降至VRECHG閾值(每節1.33V)以下時自動重啟充電
- 間歇充電時長為安全定時器的20%
- 通過VSET引腳電阻配置是否啟用該功能
四、引腳功能詳解
?關鍵配置引腳?：
- ?ISET引腳?：
- 連接電阻(RISET)到GND設置充電電流
- 計算公式：ICHG = KISET/RISET (KISET≈300AΩ)
- 電阻范圍：375Ω(800mA)至30kΩ(10mA)
- ?VSET引腳?：
- 設置電池節數與間歇充電功能
- 電阻值對應不同配置(如11kΩ對應4節帶間歇充電)
- ?TMR引腳?：
- 編程安全定時器時長
- 典型值：8.2kΩ對應16小時定時
- ?TS引腳?：
- NTC熱敏電阻接口(推薦103AT-2)
- 溫度范圍監控：0°C-45°C(典型值)
- 電壓<50mV可禁用充電器
五、典型應用設計
5.1 4節NiMH電池充電器設計
?設計參數?：
- 輸入電壓：5V DC
- 電池：4節NiMH串聯
- 充電電流：500mA
- 安全定時器：16小時
- 溫度監控：啟用
?元件選型?：
- ?ISET電阻?：
- RISET = 300AΩ/0.5A = 600Ω → 選用604Ω 1%精度電阻
- ?VSET電阻?：
- 4節帶間歇充電 → 11kΩ(查表7-2)
- ?TMR電阻?：
- 16小時定時 → 8.2kΩ(查表7-1)
- ?輸入/輸出電容?：
- 建議≥1μF陶瓷電容，就近放置在IN和OUT引腳
5.2 PCB布局要點
- ?熱管理?：
- 將裸露焊盤焊接至PCB地平面
- 建議使用多個過孔增強散熱
- ?敏感信號處理?：
- CSP/CSN走線需差分設計
- IADJ/APWM走線添加濾波電容
- ?地平面分割?：
- 功率地(PGND)與模擬地(AGND)單點連接
六、故障診斷與狀態指示
?STAT引腳狀態指示?：
- ?高電平?：充電完成/睡眠模式/充電禁用
- ?低電平?：充電進行中(包括間歇充電)
- ?1Hz閃爍?：故障狀態(VIN OVP、BAT OVP等)
?常見故障處理?：
- ?充電無法啟動?：
- 檢查TS引腳電壓>75mV
- 驗證配置電阻未短路/開路
- ?過早終止?：
- 確認NTC熱敏電阻正常工作
- 檢查VOUT是否超過OVP閾值
- ?STAT引腳閃爍?：
- 測量輸入/輸出電壓是否超限
- 檢查結溫是否過高
七、應用場景推薦
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