特征

*适用于单电池（4.1V或4.2V）和双电池（8.2V或8.4V）锂离子或锂极化电池组

*需要少量外部组件

*0.3V电压降，最大限度地减少散热

*在预设电压下，电压调节精度优于±1%

*AutoComp 动态补偿电池组内部阻抗以缩短充电时间

*充电前和充电期间的可选电池温度监测

*集成电压和电流调节具有可编程充电电流和高或低侧电流感应

*用于复苏的集成细胞调节

-深度放电电池和最小化热量

-电荷初始阶段的耗散

*单或双Led或主机处理器接口的充电状态输出

*自动电池充电功能

*最小电流终止充电

*移除VCC时的自动低功耗睡眠模式

*EVMs可用于快速评估

*包装：8针SOIC、8针TSSOP、8针MSOP

说明

标杆bq2057系列先进锂离子（Li-Ion）和锂聚合物（Li-Pol）线性电荷管理集成电路是为成本敏感和紧凑的便携式电子产品而设计的。它们将高精度电流和电压调节、电池调节、温度监测、充电终止、充电状态指示和自动调节充电速率补偿集成在一个8针集成电路中。MSOP、TSSOP和SOIC封装选项适用于广泛的终端应用。

bq2057使用外部热敏电阻连续测量电池温度。为了安全起见，bq2057禁止充电，直到电池温度在用户定义的阈值内。然后，bq2057对电池进行三相充电：调节、恒流和恒压。如果蓄电池电压低于低电压阈值V（min），bq2057将使用低电流对蓄电池进行预充电。调节充电率约为调节电流的10%。在充电的初始阶段，调节电流也会使外部通电元件的散热量最小化。调节后，bq2057对电池施加恒定电流。外部感测电阻器设置电流。感测电阻器可以位于蓄电池的高侧或低侧，无需附加部件。恒流阶段持续到蓄电池达到充电调节电压。

然后，bq2057开始恒压阶段。在工作温度和电源电压范围内，电压调节精度优于±1%。对于单电池和双电池，bq2057有四种固定电压版本：4.1V、4.2V、8.2V和8.4V。当电流逐渐减小到充电终止阈值I（终端）时，充电停止。如果电池电压低于V（RCH阈值），bq2057会自动重新开始充电。))

设计者也可以使用AutoComp功能来减少充电时间。这项专利技术允许安全和动态补偿电池组的内部阻抗充电。

功能框图

终端功能

详细说明

电流检测输入

蓄电池电流通过外部感测电阻器在该引脚上产生的电压进行感测。外部电阻器可以放置在电池的高侧或低侧。（详见示意图）

蓄电池电压输入

直接连接到蓄电池正极的电压感应输入。

温度感测输入

外部电池温度监测电路的输入。将此输入连接到VCC/2将禁用此功能。

充电状态输出

充电进行中、充电完成、温度故障或睡眠模式的三态指示。

电荷控制输出

源极跟随器输出，驱动外部通过晶体管（PNP或P沟道MOSFET）进行电流和电压调节。

费率补偿输入

设置费率补偿级别。电压调节输出可编程为随输送至蓄电池的充电电流而变化。

电源电压输入

高压侧传感配置的电源输入和电流参考。

应用程序信息

功能描述

bq2057是一种先进的线性电荷控制器，用于单电池或双电池锂离子或锂极化应用。图1显示了使用PNP晶体管的充电器的示意图。图2是操作状态图，图3是典型的电荷分布图。图4显示了使用P沟道MOSFET的充电器的示意图。

合格和预充

当通电时，如果电池已存在或电池已插入，则bq2057开始充电循环。充电确认基于电池温度和电压。如果蓄电池温度超出V（TS）范围，bq2057将暂停充电，直到蓄电池温度在允许范围内为止。bq2057还检查蓄电池电压。如果蓄电池电压低于预充电阈值V（最小值），则bq2057使用预充电来调节蓄电池。调节充电率I（PRECHG设定为调节电流的10%左右。在充电初期，调节电流也会使外部通路元件的散热量最小化。典型电荷分布见图3。

电流调节阶段

bq2057在电池组电压低于调节电压V时调节电流。bq2057通过与电池组串联的感测电阻器R上的电压降来监测SNS输入处的充电电流。在高压侧电流感应配置（图5）中，R位于VCC和SNS引脚之间，在低压侧电流感应（图6）中，R位于VSS（蓄电池负极）和SNS（充电器接地）引脚之间。通过引脚SNS施加的充电电流反馈，在电流检测电阻器上保持V（SNS）的电压。以下公式计算感应电阻的值：

其中IO（REG）是所需的充电电流。

电压调节相

电压调节反馈通过BAT引脚。此输入直接连接到电池组的正极。bq2057监控电池组在电池和VSS引脚之间的电压。bq2057有四种固定电压版本：4.1V、4.2V、8.2V和8.4V。

其他调节电压可以通过在电池组的正极和负极端子之间添加分压器并使用bq2057T或bq2057W来实现。分压器将电池组电压按比例显示给电池输入。（见图7和图8。）分压器的电阻值RB1和RB2通过以下公式计算：

式中：N=串联单元数；V（电池）=每个电池所需的调节电压。

充电终止和充电

bq2057在电压调节阶段监测充电电流。bq2057声明一个完成条件，并在电流逐渐减小到充电终止阈值I（TERM）时终止充电。一个新的当电池电压低于V（RCH）阈值时，充电循环开始。

蓄电池温度监测

bq2057通过测量TS和VSS引脚之间的电压来连续监测温度。负或正温度系数热敏电阻（NTC，PTC）和外部分压器产生这个电压。（见图9）bq2057将该电压与其内部V（TS1）和V（TS2）阈值进行比较，以确定是否允许充电。（见图10。）温度感应电路不受VCC中任何波动的影响，因为外部分压器和内部阈值（V（TS1）和V（TS2））均参考VCC。

R（T1）和R（T2）的电阻值由以下方程式计算：

用于NTC热敏电阻

蓄电池温度监测

用于PTC热敏电阻

式中，R（TC）是热敏电阻的冷电阻，R（TH）是热敏电阻的热电阻，如热敏电阻制造商所规定。

如果只需要一个温度（热或冷）设置，则可以省略RT1或RT2。将V（TS1）和V（TS2）阈值之间的电压施加到引脚TS将禁用温度感应功能。

电荷抑制功能

TS引脚可用作电荷抑制输入。用户可以通过将TS pin连接到VCC或VSS（或V（TS1）到V（TS2）阈值之外的任何电平）来抑制充电。将V（TS1）和V（TS2）阈值之间的电压施加到管脚TS，使充电器恢复正常工作。

充电状态指示

bq2057在3状态统计管脚上报告充电器的状态。下表总结了STAT pin的操作。

STAT引脚可用于驱动单个LED（图1）、双芯片LED（图4）或主机或系统处理器接口（图11）。当将bq2057连接到处理器时，用户可以使用输出端口（如图11所示）来识别STAT pin的high-Z状态。在此配置中，用户需要读取输入管脚、切换输出端口并再次读取STAT管脚。在高Z条件下，输入端口始终与输出端口上的信号电平匹配。

低功耗睡眠模式

如果VCC低于BAT输入端的电压，则bq2057进入休眠模式。此功能可防止在没有VCC的情况下耗尽电池组。

外通晶体管的选择

bq2057设计用于PNP晶体管和P沟道MOSFET。在给定电路参数、PCB布局和散热器配置的情况下，应选择能够处理所需功耗的设备。

以下示例说明了任一设备的设计过程：

PNP晶体管：

PNP双极晶体管的选择步骤：例如：V I=4.5V，I（REG）=1A，4.2V单电池锂离子（bq2057C）。VI是充电器的输入电压，I（REG）是所需的充电电流（见图1）。

1、 确定晶体管中的最大功耗PD。

最坏情况下的功耗发生在电池电压V（BAT）最低时（通常为3V当前调节阶段的开始）和VI处于最大值。

其中VCS是电流检测电阻器上的电压降。

2、 确定所需的包装尺寸，以便将连接温度保持在制造商推荐值T（J）max以下。计算所需的总θ，θ（℃/W）。

现在选择一个θ至少低于此值10%的设备包，以说明除设备外的其他θ。例如，SOT223封装的θ通常为60°C/W。

3、 选择一个集电极-发射极电压，V（CE），额定值大于最大输入电压。在这个例子中，15伏的设备就足够了。

4、 选择漏极电流IC额定值至少比所需充电电流I（REG）高50%的设备。

5、 使用以下公式，计算所需的最小β（β或hFE）：

其中Imax（C））是最大集电极电流（在本例中与I（REG）相同），IB是基电流（在本例中选择为35ma）。

注：晶体管的beta比温度下降3倍，并且随着负载的增加而下降。

因此，在选择设备时，请注意I（REG）下设备的β和最低环境温度。此测试版应大于所需的最低测试版。

现在选择一个PNP晶体管，其额定电压为V（CE）≥15V，θJC≤78°C/W，IC≥1.5A，βmin≥28，并且是SOT223封装。

P沟道MOSFET：

P沟道MOSFET的选择步骤：例如：V I=5.5v，I（REG）=500ma，4.2v单电池锂离子（bq2057C）。VI是充电器的输入电压，I（REG）是所需的充电电流。（见图4。）

1、 确定晶体管当电池电压V（BAT）处于最低值（通常在电流调节阶段开始时为3v）且VI处于最大值时，会发生最坏情况下的功耗。

其中VD是反向阻断二极管（如果使用）的正向压降，VCS是电流检测电阻器的压降。

2、 确定所需的封装尺寸，以便将接头温度保持在制造商建议值TJMAX以下。计算所需的总θ，θ（℃/W）。

现在选择一个θ至少低于此值10%的设备包，以说明除设备之外的其他原因。例如，TSSOP-8包的θ通常为70°C/W。

3、 选择漏源电压V（DS），额定值大于最大输入电压。在本例中，12 V设备就足够了。

4、 选择漏极电流（ID）额定值至少比所需充电电流I（REG）高50%的设备。

5、 确认可用驱动器足够大，能够提供所需的充电电流。

其中V（GS）是栅极到源电压，VD是反向阻断二极管（如果使用）的正向压降，VCS是电流检测电阻器的压降，VOL（CC）是CC引脚bq2057的输出低电压规格。

选择栅极阈值电压V（GSth），额定值小于计算值V（GS）的MOSFET。

现在选择一个P沟道MOSFET晶体管，其额定电压为VDS≤-15v，θJC≤110°C/W，ID≥1A，V（GSth）≥-3.5v，并在TSSOP封装中。

选择输入电容器

在大多数应用中，只需要一个高频去耦电容器。放置在VCC和VSS引脚附近的0.1μF陶瓷工作良好。bq2057适用于调节和非调节外部直流电源。如果选择非稳压电源，则电源单元应具有足够的电容，以在最大负载下将电源电压保持在所需的最小输入电压。否则，必须在充电器的输入端增加更多的电容。

选择输出电容器

bq2057不需要任何输出电容器来保证环路的稳定性。当电池不存在时，用户可以添加输出电容以控制输出电压。充电器很快将输出电容器充电至调节电压，但由于电池引脚上的低泄漏电流，输出电压衰减缓慢，降至充电阈值。例如，添加0.1μF陶瓷电容器可产生100 mV（pp）纹波波形，频率约为25Hz。如果需要较低的频率，可以使用较高的电容值。

自动费率补偿

为了减少充电时间，bq2057采用了专有的自动补偿技术来安全地补偿电池组的内部阻抗。通过在高压侧电流感应配置中将COMP pin连接到VCC，在低压侧电流感应配置中将COMP pin连接到VSS，可以禁用AutoComp功能。压缩机销不得浮动。

图12概述了单电池锂离子电池组的主要组件。锂离子电池组由电池、保护电路、保险丝、连接器、电流感应电阻器和一些接线组成。这些部件中的每一个都含有一些阻力。电池组的总阻抗是所有电池组组件的最小电阻之和。使用最小电阻值可降低过度补偿的可能性。过度补偿可能会激活电池组的安全电路。

补偿是通过输入引脚COMP实现的（图13）。通过该引脚显示的电流感应电压的一部分，按G（COMP）的因数缩放，并与调节阈值VO（REG）相加。这个过程会增加输出电压，以补偿电池组的内部阻抗和电路中不期望的电压降。

自动费率补偿

AutoComp安装程序需要以下信息：

-电池组总阻抗（Z（pack））

-最大充电电流（I（REG））

通过电池组内部阻抗的电压降V（Z）可以使用以下公式计算：

然后使用以下方程式计算所需补偿：

其中V（COMP）是COMP引脚上的电压。此电压参考高压侧电流感应配置中的VCC，参考低压侧感应配置中的VSS。V（PACK）是电池组上的电压。

R（COMP1）和R（COMP2）的值可以使用以下公式计算：

以下示例说明了这些计算：

假设Z（PACK）=100 mΩ，I（REG）=500毫安，高压侧电流感应bq2057C

对RCOMP1使用最接近的标准值（36.0 kΩ）。

机械数据

笔记：

1、 控制尺寸：毫米。所示英寸仅供参考。

2、 “D”和“E”不包括模具飞边或突出物。模具每侧的飞边或突起不得超过0.15 mm

3、 每条导线中心线应位于其准确位置的±0.10 mm范围内。

4、 引线应在座面0.08 mm内共面。

5、尺寸“B”不包括拦杆突出。坝条突出不应导致导线宽度超过“B”最大值0.08毫米以上。

6、尺寸适用于距引线尖端0.10 mm至0.25 mm之间的引线平截面。

7、 “A1”是指从座位平面到包装体（基面）最低点的距离。

磁带和卷盘信息