充电监控显示集成块bq2007

2006-05-07 15:49:47来源: 国外电子元器件

    快速充电监控模块bq2007为单片CMOS集成块,主要用于设计高质量电池充电器,可实现充电过程监控和充电状态显示。该器件采用电压对比的方法显示电池的当前充电状态,显示范围从10%到90%。有多种充电方式可供选择,充电过程也可选用多种监控方式;具有温度和过电压保护功能。音响报警输出可直接驱动标准的压电发音元件。七个显示输出脚可直接与数码管或液晶显示模块相连接。Bq2007具有DIP和SOIC两种封装形式。

2 管脚功能

    bq2007有24个引脚,其引脚排列如图1所示,各引脚的功能说明见表1所列。

表1 Bq2007引脚功能

引脚号 引脚名 功能描述 引脚号 引脚名 功能描述
1 SEGC/MSEL 输出显示段C/驱动模式选择 13 TCO 温度终止模式选择
2 SEGB 输出显示段B 14 SNS 温度传感器信号输入
3 SEGA 输出显示段A 15 BAT 电池电压输入
4 LED1 充电状态输出1 16 TS 温度检测
5 LED2 充电状态输出2 17 DIS 放电控制
6 INH 禁止充电信号输入 18 Vss 系统接地
7 COM LED/LCD公共输出 19 Vcc 电源5V±10%
8 ALARM 报警音频输出 20 MOD 调节控制
9 TM 定时模式选择 21 SEGG/QDSEL 输出显示段G/充电状态显示选择
10 VSEL 电压终止模式选择 22 SEGF/MULT 输出显示段F/多节电池封装选择
11 FAST 快速充电选择 23 SEGE/DSDL2 输出显示段E/显示选择2
12 DCMD

放电命令

24

SEGD/DSEL1

输出显示段D/显示选择1

3 bq2007的显示模式

    bq2007的显示包括三个部分;充电状态显示,充电状态监控显示,音响报警输出。

3.1 充电状态显示和音响报警输出

    充电状态显示由两个发光二极管LED1和LED2构成,可组成三种显示模式,在初始化时由输入脚DSEL1和DSEL2的状态确定。如果DSEL1和DSEL2接在Vss上,LED1和LED2将组成一个简单的LED发光系统,LED1用于指示预充电状态(如悬浮充电或放电),LED2指示充电状态(正在充电或充电完成)。如果DSEL1接Vcc而DSEL2接Vss,则两个发光管可组成一个三色LED系统,用以指示放电、正在充电和充电完成;每一个状态有一个颜色指示。当DSEL1接在Vss上,DSEL2接在Vcc上时,两个二极管可用来指示错误信息。表2所列为bq2007的充电状态显示模式。

    音响输出主要用于错误和充电完成指示。它是一个工作周期对称的AC信号,信号电平与标准的压电发音元件兼容。如果插入的电池是损坏的,则音频信号为一个频率为3.5Hz,节拍为1/2秒的持续信号;如果是充电完成,或充电时电池不能在一定的时间内提高到额定的充电阀值电压,则它是一个以1/2秒为周期的高频-低频断续信号,每二秒重复一次,持续时间为9.5~15s。

3.2 充电监控显示

    bq2007有两种监控显示方式:LCD单色七段图形显示和LED数码管显示。两种显示方式由QDSEL脚的输入条件选择。如果QDSEL接至Vcc,器件将选择LED数码管显示方式;QDSEL接至Vss,则器件的输出为LCD七段图形驱动电平。

表2 bq2007充电状态显示模式

模式 充电状态 LED1 LED2 DIS ALARM
DSEL1=L

DSEL2=L

模式1
没有电池 0 0 0 0
悬浮态充电(温限内,低电压) 0 闪烁 0 0
充电前放电 0 1 1 0
正在充电 闪烁 0 0 0
充电完成 0 1 0 高音
错误(低电压超时关闭) 0 0 0 高音
DSEL1=H

DSEL2=L

模式2
没有电池 0 0 0 0
充电前的放电,悬浮态充电 1 1 1 0
正在充电 1 0 0 0
充电完成 0 1 0 高音
错误(低电压超时关闭) 0 0 0 高音
DSEL1=L

DSEL2=H

模式3
没有电池 0 0 0 0
悬浮态充电(温限内,低电压) 0 闪烁 0 0
充电前的放电 0 闪烁 1 0
正在充电 闪烁 0 0 0
充电完成 1 0 0 高音
错误(低电压超时关闭) 0 1 0 高音

    在LED模式下,SEGA-G可选用三段到七段显示,三段使用SEGB,SEGD和SEGF,分别对应30%、60%和90%的充电量;剩余四段可选用代表20%、40%、60%和80%;也可选取全部七段,从20%开始,以10%的增量显示充电量,其电路连接见图2。

    在LCD模式下,SEGA-G输出为经过译码的七段数字信息电平信号,显示的充电量从“0”开始,以10%的增量递加,直到90%的充电量为止。充电完成时显示字母“F”,出现错误信息时的指示是“E”,放电时显示字母“d”。在图形模式下,上述三种状态均没有显示,其电路连接见图3。

4 充电监控

    bq2007的充电监控由DCMD、VSEL、FAST和TM脚的输入状态完成。DCMD用于实现放电控制功能;VSEL、FAST、TM的不同输入状态组合可用来选择充电模式。表3给出了它们之间不同纵使所选取的充电模式。

    充电初始化在系统插入电池或者打开电源开关时进行。插入电池时,首先要进行预放电,这由DCMD脚的输入控制。当一个负脉冲信号加在DCMD脚时,系统将不考虑任何充电条件而开始预放电,这时DIS脚的输出变成高电平,从而驱动一外接电阻对电池放电。注意DCMD脚的内部是上拉至Vcc的,因此不能长期无负载接地。当检测到的电池电压等于放电阀值VEDV时,放电停止,系统开始充电。

    VSEL用于选择终止条件,当VSEL=Vss时,选择-△V关断。在充电过程中,当电池的取样电压低于最大取样电压12mV时,充电终止;如果VSEL=Vcc,终止充电的条件是峰值电压。当检测到的电池电压比最大电池电压小6mV时,充电终止。Bq2007还提供涓流充电功能。涓流充电主要用于补偿电池闲置时的自放电和保护充电系统。插入电池时,如果检测到的电池电压低于设定阀值,bq2007将以涓流形式对电池电。如果在规定的时间内电池电压不能恢复到规定的最小值,bq2007不再对电池充电,并指示“错误”。

5 充电电流的控制

    MOD用来输出控制信号以调节充电电流。Bq2007有一个频率反馈控制环节,其反馈信号为SNS脚上的电压,通常该脚上的电压维持在0.04Vcc到0.05Vcc之间。其电流控制电路如图4所示。

    MOD脚上信号频率的高低依赖于SNS脚上电压的高低。如果SNS脚上的电压低于额定电压(0.04Vcc),则MOD输出的频率变高,驱动电流通过一个电感向电池充电。如果SNS脚上的电压高于0.05Vcc,MOD输出低电平,充电电源将被切断。

表3 输入脚状态对控制状态的影响

FAST TM 关断时间 min
Vss 悬空 640
Vss Vss 320
Vss Vcc 160
Vcc 悬空 160
Vcc Vss 80
Vcc Vcc 40
 
VSEL 检测方法 顶关断
Vss -△V 不能
Vcc PVD

    MOD还可用来控制开启外部充电电源,这时不需要检测电压,SNS脚可直接接地。Bq2007是一个功能完善的充电监控显示电路,利用它可组成一个高性能的充电器,亦可用于铅酸电流充电器的指示。

编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/power/200605/2088.html
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