基于bqTINY-II的电源管理模块设计

4)电池预充机制

在一个充电周期中，如果电池电压低于VLOWV，bqTINY—II就会利用预充电流Io(PRECHG)来对电池充电，这样就可把电池中过度放电的离子激活。在1SETl、VSS之间的电阻RSET决定了预充率。这种特性对于AC和USB充电都适用。

hqTINY—II会在预充电期间设置一个定时器。如果在这个定时器设置的时间内电池电压没有达到V(LOWV),bqTINY-II将会停止充电，并且在脚STATx上显示出错信息。

5)充电电压自动控制功能

bqTINY—II的脚0UT直接和电池的正极相连．芯片通过此引脚采集电池的反馈电压，然后比较采集回的反馈电压和VSS引脚之间的电压差值，从而完成对电池电压的监测。当电池的电压上升到Vo(REG)时，恒压充电开始，充电电流开始减小。

为了安全起见，在充电期间bqTINY—II也监视充电时间。如果在规定的充电时间t(CHG)期间未完成充电，bqTINY—II将会停止充电，并且在STATx引脚显示出错信息。

6)充电状态监测(自动终止和重新充电功能)

在恒压充电阶段bqTINY—II一直监视充电电流。一旦预设的，I(TAPER)被检测到．bqTINY—II就启动TAPER定时器(见图1)。当规定的时间到达后，充电过程结束。连接在ISETl和VSS之间的电阻RSET决定了 TAPER的长短。

如果充电电流恢复到I(TAPER),bqTINY就会重置TaDer定时器。另外，如果充电电流小于I(TEMP)，则会终止充电。这样就可以快速识别出电池的移出和已经充好的电池的插入。注意，这种特性就会使充电计时器和Taper定时器失去效用。连接在脚ISETl和VSS之间的电阻RSET决定了 TAPER电流的检测门限。

充电完成后，bqTlNY-II一旦检测到脚OUT的电压低于VRCH，就会重新启动充电。这样就会让电池一直处于满充的状态。

7)自动休眠功能

当系统没有连接AC和USB电源时，bqTINY-II就会使模块进入低功耗休眠模式。这种特性可以防止没有外部输入时电池漏电．

8)充电状态信号输出

表1列出了STATl和STAT2的输出所表示的充电状态。这些状态引脚输出的信号可以用于驱动多个LED或送至主处理器作进一步处理。

2.3 工作流程图

电源管理模块的工作流程如图4所示。当有外部电源(AC或USB)输入，且模块使能信号CE为低电平时，芯片开始工作。

芯片首先比较输入电压VIN与电池电压VOUT的高低。如果VOUT高于VIN则说明电池处于满充状态，此时电池不需充电，芯片转入休眠状态，否则进入充电程序。

进入充电程序后模块首先检测电池电压VOUT是否高于进行电池快充所需电压VLOWN，如果满足条件则进入电池快充程序，即高精确准度恒压充电。否则模块对电池进行预充，即涓流充电，直到电池电压上升到VLOWV以上才进入快充程序。模块进入预充或快充程序时都会设置相应的计时器，以保护电池不被过充，提高电池使用寿命。

电池如果预充超时，则模块进入充电错误处理程序，并在脚STATx输出出错信息。模块首先检测电池是否可用，即检测电池电压VOUT是否大于预先设定的电池再充电压VROHo条件满足则充电程序重新开始，否则激活计时器错误恢复电流等待条件满足。

如果在恒流或恒压充电阶段计时器超时，则模块进入充电错误处理程序。如果在恒压充电后期电流逐渐减小到规定值阶段计时器超时，则充电程序结束。

3 应用实例

便携式电子心音诊断仪是一种手持式心音辅助诊断设备，具有体积小、重量轻、使用方便、检测迅速、结果准确等优点，为医务工作者工作效率的提高起到了重要作用。本文介绍的电源管理模块在该设备的设计方案中得到了应用。该设备使用一块锂电池供电，采用bq24020作为电源管理核心控制芯片，通过STATl和STAT2端口向系统主控芯片输出电源状态，系统主控芯片通过输出CE信号控制bq24020进行工作，通过设置ISET2状态对USB充电模式进行选择。系统还可以检测Ts接口信号来获得电池温度状况。

4 结语

baTINY—II的各项新特性使便携产品的充电控制和供电管理设计更加容易，对电池的保护也更加完善，无论从成本、性能还是系统可靠性方面来衡量，用bqTINY—II来设计的电源管理模块都能满足需求。本文所介绍的电源管理模块采用bqTINY—II系列芯片为核心，这是一种低成本锂离子充电方案，可以使用廉价的可插到墙上的稳压器或者使用当前流行的USB接口供电。由于它的高集成度和电路板占用空间小，几乎完全消除了高端设备的功率耗散问题，是一种理想的便携式设备电源管理模块。