升降壓超級(jí)電容充電方案分享

Other Parts Discussed in Post： BQ25703A

TI shanghai FAE： Eric Xiong

超級(jí)電容由于其充電次數(shù)，更好的瞬態(tài)性能，更簡單的充電管理以及更少的環(huán)境污染，在很多應(yīng)用中越來越受歡迎。多個(gè)電容單體（2.7V）串聯(lián)往往需要buck-boost充電拓?fù)鋪韺?shí)現(xiàn)電源的充電管理。BQ25703A是一種集快速充電、電源路徑管理、保護(hù)功能于一體的單芯片方案。本文討論了在實(shí)際應(yīng)用中的一些注意事項(xiàng)。

1. 典型充電電路和充電曲線：

圖1 典型應(yīng)用電路

圖2 典型的充電曲線

圖3 配置和軟件設(shè)置

2. 加速充電過程

與鋰電池的預(yù)充電過程不同，超級(jí)電容可以直接快速充電，從而減少充電時(shí)間，可以采取如下兩種方式來減小芯片自帶的預(yù)充過程，

使用更低的檢流電阻Rsr=2mOhm.

默認(rèn)是10 mOhm，相當(dāng)于提升5倍的預(yù)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(yù)充過程充，BATFET處于LDO模式下，采用旁路模式也能加快充電速度，但會(huì)犧牲一部分系統(tǒng)電壓范圍。

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(dāng)輸入電源的電流能力有限，而充電電流很高時(shí)會(huì)有拉低輸入電壓的風(fēng)險(xiǎn)，需要?jiǎng)討B(tài)的配置充電電流，防止系統(tǒng)電壓過低導(dǎo)致的系統(tǒng)崩潰。BQ25703A的DPM模式能靈活地設(shè)置輸入功率限制，動(dòng)態(tài)地的分配實(shí)時(shí)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(dòng)均衡功能

為了防止單體過充或者欠充，需要加入主動(dòng)或者被動(dòng)均衡，在保證功耗的基礎(chǔ)上，被動(dòng)均衡的電路簡單，成本更低。

圖9 電阻被動(dòng)均衡

5. 硬件過充保護(hù)

當(dāng)軟件崩潰或者程序錯(cuò)誤設(shè)置時(shí)，需要硬件的保護(hù)來防止電壓過沖而引起的危險(xiǎn)。使用內(nèi)部比較器并結(jié)合芯片本身的HIZ模式可以強(qiáng)制保護(hù)充電電壓低于設(shè)置的安全門限值。

6. 綜述

綜上，BQ25703A可以作為多節(jié)的超級(jí)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(hù)功能齊全。

審核編輯：金巧