Texas Instruments Caricabatterie solare buck-boost I2C bq25798
Il caricabatterie solare buck-boost I2C bq25798 di Texas Instruments è un caricatore buck-boost a commutazione completamente integrato per batterie ai polimeri di litio e agli ioni di litio da 1 a 4 celle. L'integrazione include quattro MOSFET di commutazione, circuiti di rilevamento della corrente di ingresso e ricarica, FET della batteria e tutta la compensazione ad anello del convertitore buck-boost. Utilizza la gestione del percorso di alimentazione NVDC, che regola il sistema senza scendere al di sotto di una tensione minima di sistema configurabile. Quando l'alimentazione del sistema supera la potenza nominale della sorgente di ingresso, la modalità di integrazione della batteria supporta il sistema senza sovraccaricare la sorgente di ingresso. bq25798 massimizza anche l'alimentazione dai pannelli fotovoltaici utilizzando il suo algoritmo MPPT di scala VOC integrato. bq25798 supporta il passaggio ultrarapido dall'adattatore a una tensione della batteria convertita in modalità di backup.Il caricatore supporta la gestione del percorso di alimentazione VDC, in cui il sistema è regolato a una tensione leggermente superiore a quella della batteria, ma non scende al di sotto della tensione minima di sistema. La tensione di sistema minima consente al sistema di funzionare anche quando la batteria è completamente scarica o rimossa. Quando l'alimentazione del sistema supera la potenza nominale della sorgente di ingresso, la modalità di integrazione della batteria supporta i requisiti di alimentazione del sistema senza sovraccaricare la sorgente di ingresso. Il dispositivo carica una batteria da un'ampia gamma di sorgenti di ingresso, come adattatore USB di legacy, adattatore PD USB ad alta tensione e adattatore a cilindro tradizionale. Il caricabatterie imposta automaticamente il convertitore come configurazione buck, boost o buck-boost in base alla tensione di ingresso e alla tensione della batteria senza il controllo host. Il selettore della sorgente di ingresso doppio gestisce il flusso di potenza da due diverse sorgenti di ingresso. La selezione dell'ingresso è controllata dall'host tramite I2C, con la sorgente predefinita n. 1 (VAC1) come ingresso primario e la sorgente n. 2 (VAC2) come ingresso secondario.
Per supportare la ricarica rapida utilizzando un adattatore ad alta tensione regolabile, il dispositivo fornisce un handshake D+/D-. Il dispositivo è conforme alle specifiche di alimentazione USB 2.0 e USB 3.0 con regolazione della corrente di ingresso e della tensione. Inoltre, l'ottimizzatore di corrente di ingresso (ICO) consente il rilevamento del punto di potenza massimo di una sorgente di ingresso sconosciuta. bq25798 fornisce anche un algoritmo di tracciamento del punto di alimentazione massimo (MPPT) per ottimizzare la potenza assorbita quando collegato a una cella solare. Oltre alla modalità di ricarica controllata dall'host I2C, questo caricatore supporta anche la modalità di ricarica autonoma. Dopo l'accensione, la ricarica è abilitata con le impostazioni di registro predefinite. Il dispositivo può completare un ciclo di ricarica senza alcun intervento software. Rileva la tensione della batteria e carica la batteria in diverse fasi: carica di mantenimento, precarica, carica a corrente costante (CC) e carica a tensione costante (CV). Al termine del ciclo di carica, il caricatore si arresta automaticamente quando la corrente di carica è inferiore a un limite preimpostato (corrente di terminazione) nella fase di tensione costante. Quando la batteria carica scende al di sotto della soglia di ricarica, il caricatore avvia automaticamente un altro ciclo di ricarica.
In assenza di sorgenti di ingresso, questo dispositivo supporta la funzione USB On-the-Go (OTG), scaricando la batteria per generare una tensione regolabile da 2,8 V a 22 V su VBUS con un passo di 10 mV, che è conforme alla funzione di alimentazione programmabile (PPS) secondo la specifica USB PD 3.0. bq25798 di Texas Instruments fornisce anche una modalità di backup per alimentare un carico di sistema a PMID utilizzando la tensione OTG regolabile quando l'adattatore viene rimosso. Il caricatore fornisce varie funzioni di sicurezza per la ricarica della batteria e il funzionamento del sistema, tra cui monitoraggio del termistore negativo della temperatura della batteria, carica di mantenimento, temporizzatori di precarica e carica rapida nonché protezione da sovratensione/sovracorrente su batteria e ingresso. La regolazione termica riduce la corrente di carica quando la temperatura di giunzione supera una soglia programmabile. L'uscita STAT del dispositivo riporta lo stato di carica ed eventuali condizioni di guasto. L'uscita PG indica se è presente una sorgente di alimentazione efficiente. Il pin INT informa immediatamente l'host quando si verifica un guasto. Il dispositivo bq25798 di Texas Instruments è disponibile in un package QFN da 4 mm × 4 mm a 29 pin.
Caratteristiche
- Caricatore buck-boost ad alta densità di potenza e alta integrazione per batterie da 1 a 4 celle che supportano qualsiasi profilo USB PD 3.0
- Integra quattro MOSFET di commutazione, BATFET
- Integra il rilevamento di corrente di ingresso e carica
- Altamente efficiente
- Frequenze di commutazione di 750 kHz o 1,5 MHz
- Corrente di carica di 5 A con risoluzione di 10 mA
- 96,5% di efficienza: batteria da 16 V a 3 A da 20 V
- Supporta una vasta gamma di sorgenti di ingresso
- Tracciamento massimo del punto di potenza (MPPT) VOC a campionamento indipendente per la ricarica da un pannello fotovoltaico
- Ampio intervallo di tensione di funzionamento in ingresso da 3,6 V a 24 V con valore nominale massimo assoluto di 30 V
- Rileva adattatori USB BC1.2, HVDCP e non standard
- Controller mux di potenza a doppio ingresso (opzionale)
- Percorso di alimentazione CC (NVDC) a tensione stretta
- Modalità di backup con commutazione ultrarapida alla tensione regolabile
- Alimenta la porta USB da una batteria (USB OTG)
- Tensione di uscita da 2,8 V a 22 V OTG con risoluzione di 10 mV per supportare PPS USB-PD
- Regolazione della corrente di uscita OTG fino a 3,32 A con risoluzione di 40 mA
- Modalità autonoma flessibile e I2C per prestazioni di sistema ottimali
- ADC integrato a 16 bit per il monitoraggio di tensione, corrente e temperatura
- Bassa corrente di riposo della batteria
- 17 µA per il funzionamento a sola batteria
- 500 nA in modalità di spegnimento del caricabatterie
- Alta precisione
- Da -0,25% a +0,65% di regolazione della tensione di carica per le batterie 2S
- Regolazione della corrente di carica ±5%
- Regolazione della corrente di ingresso ±5%
- Sicurezza
- Regolazione termica ed esclusione termica
- OVP e OCP ingresso/batteria
- OCP MOSFET convertitori
- Temporizzatore di sicurezza di carica
- Package
- QFN a 29 pin 4 mm×4 mm
Applicazioni
- Videocitofoni, controllo smart home
- Monitor paziente multiparametro, elettrocardiogramma (ECG), sonda intelligente a ultrasuoni
- Concentratori di dati, robot taglierba
- Monitoraggio delle risorse, POS mobile
Schema semplificato
