1.引言

       BQ2057系列是美國TI公司生產的先進鋰電池充電管理芯片，BQ2057系列芯片適合單節(4.1V或4.2V)或雙節(8.2V或8.4V)鋰離子(Li-Ion)和鋰聚合物(Li-Pol)電池的充電需要，同時根據不同的應用提供了MSOP、TSSOP和SOIC的可選封裝形式，利用該芯片設計的充電器外圍電路及其簡單，非常適合便攜式電子產品的緊湊設計需要。BQ2057可以動態補償鋰電池組的內阻以減少充電時間，帶有可選的電池溫度監測，利用電池組溫度傳感器連續檢測電池溫度，當電池溫度超出設定范圍時BQ2057關閉對電池充電。內部集成的恒壓恒流器帶有高/低邊電流感測和可編程充電電流，充電狀態識別可由輸出的LED指示燈或與主控器接口實現，具有自動重新充電、最小電流終止充電、低功耗睡眠等特性。

       2.功能及特性

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p;   2.1 器件封裝及型號選擇

       BQ2057系列充電芯片為滿足設計需要，提供了多種可選封裝及型號，其封裝形式如圖2－1所示，有MSOP、TSSOP和SOIC三種封裝形式。其型號有BQ2057、BQ2057C、BQ2057T和BQ2057W四種，分別適合4.1V、4.2V、8.2V和8.4V的充電需要。

       元件型號充電電壓 BQ2057 4.1V BQ2057C 4.2V BQ2057T 8.2V BQ2057W 8.4V

       BQ2057的引腳功能描述如下： VCC (引腳1):工作電源輸入； TS (引腳2):溫度感測輸入，用于檢測電池組的溫度； STAT(引腳3):充電狀態輸出，包括:充電中、充電完成和溫度故障三個狀態； VSS (引腳4):工作電源地輸入； CC (引腳5):充電控制輸出； COMP(引腳6):充電速率補償輸入； SNS (引腳7):充電電流感測輸入； BAT (引腳8):鋰電池電壓輸入；

       2.2 充電狀態流程

       BQ2057的充電狀態流程如圖2－3所示，其充電曲線如圖2－2所示，BQ2057的充電分為三個階段：預充狀態、恒流充電和恒壓充電階段。

       2.2.1 預充階段在安裝好電池并加上電源后，BQ2057首先檢查工作電壓VCC，當工作電壓過低時充電器進入睡眠模式，若工作電壓正常，則檢查電池溫度是否在設定范圍，若不正常則進入溫度故障模式，否則檢測電池電壓VBAT，當電池電壓VBAT低于低壓門限V(min)時，BQ2057以恒流IREG10％的電流IPRE對電池預充電，

       2.2.2 恒流充電。在完成對電池預充或電池電壓VBAT低于恒壓VREG時，BQ2057進入恒流充電狀態，此時由外部的感測電阻RSNS上的壓降監控充電電流，該電阻可采取高/低邊的連接方式，在高邊電流檢測中RSNS接在VCC和SNS引腳間，在低邊電流檢測中RSNS接在VSS和SNS引腳間，如圖2－4所示，通過SNS引腳獲得充電電流的反饋，感測電阻由公式（1）計算：

       其中IREG為預期的充電電流，VSNS可在BQ2057的電特性表中查得。

       2.2.3 恒壓充電。當充電電壓達到恒壓VREG時進入恒壓充電狀態。在整個工作溫度和工作電壓范圍內，恒壓精度高于±1%，BQ2057通過VBAT和VSS引腳監測電池組電壓，當充電電流達到終止門限I(TERM)時停止充電，當電池電壓低于重新充電門限電壓V(RCH)時自動開始重新充電。BQ2057除了能實現標準的4.1V、4.2V、8.2V和8.4V電壓充電外，還可以通過分壓實現對非標準電壓充電，其方法是用分壓電阻實現的電池分壓值作為BAT引腳的輸入，如圖2－4所示。

線性充電管理芯片BQ2057及其應用圖示" border="0" height="210" hspace="0" src="http://files.chinaaet.com/images/20100812/49e4f6e3-12b2-4e33-a02a-32f98f225320.jpg" style="WIDTH: 490px; HEIGHT: 210px" width="490" />

          2.3 電池溫度監測

       BQ2057通過測量TS與VSS引腳間的電壓實現對電池組溫度的連續監測，常用熱敏電阻作為溫度傳感器，并通過分壓電阻實現，如圖3－1所示。分壓電阻的阻值可根據參數計算。BQ2057將該電壓與內部的V(TS1)和V(TS2)門限電壓比較以決定是否允許充電。由于外部分壓及內部門限電壓均以VCC為參考，保證了溫度檢測電路不受工作電源VCC的波動影響。當把TS引腳連到VCC或VSS時，可以禁止BQ2057的充電功能。

       2.4 充電狀態指示

       BQ2057通過三態引腳STAT報告當前的充電狀態：充電狀態高電平、充電完成低電平、溫度故障或睡眠狀態高阻態。當將STAT引腳與單LED或雙LED反接方式連接時，可實現充電狀態的LED指示，也可以將STAT口與儀器微控制器接口，微控制器通過識別STAT口的

三種狀態實現儀器的智能管理。

       3．典型充電器電路設計

       利用BQ2057設計的充電器電路簡單，可廣泛應用于目前的便攜式電子系統的電源管理，對于便攜式電子產品的緊湊設計很有意義。

       采用BQ2057設計的鋰電池充電電路可實現對1節或兩節鋰電池的充電，工作電源DC+根據充電鋰電池組的電壓選擇，推薦工作電壓4.5V～18V，電池組的正端電壓PACK+接BAT引腳，TS引腳檢測電池組的熱敏電阻NTC通過分壓電阻后的分壓值，以此判斷溫度是否正常，BQ2057可設計由PNP晶體管或P溝道MOSFET管充電，在選擇時應滿足功耗要求，采用PNP晶體管的充電電路參看圖3－1，采用P溝道MOSFET管的充電電路參看圖3－2。

       4．結束語

       在我們所設計的便攜式電子儀器中，選擇了BQ2057W芯片設計儀器的7.2V鋰離子電池組充電電路，該充電電路非常簡單，整個充電過程及狀態顯示均由BQ2057單獨實現，整個電源管理模塊簡單可靠，該充電器電路對于涉及到鋰電池充電要求的電子系統設計很有價值。