مدونة الشركة حول وحدة تحكم شحن البطارية المتزامنة NVDC BQ25700 مع مراقب طاقة النظام والمعالج

شركة شينزن مينغجيادا الإلكترونيات المحدودة توفر وتعيد تدويرBQ25700جهاز تحكم مكافحة الشحن المتزامن NVDC (الجهد المباشر الضيق) للبطارية، يحتوي على مراقبة طاقة النظام ومعالج.

الـBQ25700هو جهاز تحكم شحن مكثف للكهرباء عالي الأداء NVDC (الجهد الضيق المتزامن) ، مصمم خصيصًا للأجهزة الذكية المحمولة المزودة ببطاريات متعددة الخلايا والكيمياء.الشريحة تدمج وحدات متعددة الوظائف مثل مراقبة طاقة النظام، ومراقبة ارتفاع درجة حرارة المعالج وإدارة مسار الطاقة الذكية. فإنه يدعم مجموعة واسعة من الجهد المدخل وبدون خلل التبديل بوك تعزيز. مع كفاءة التحويل العالية،آليات حماية شاملة وقدرات تحكم ذكية قابلة للتكوين، وهي تستخدم على نطاق واسع في الأجهزة المحمولة عالية الطاقة مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة اللوحية 2 في 1 والمحطات الذكية المحمولة. إنها رقاقة إدارة الطاقة الأساسية التي توازن أداء الشحن ،استقرار إمدادات الطاقة في النظام ومراقبة استهلاك الطاقة في الجهاز.

I. الموقع الأساسي والهندسة المعمارية الأساسيةBQ25700

BQ25700 تستخدم توبولوجيا متزامنة من أربعة مفاتيحتصميم التصحيح المتزامن على الموجة الكاملة يقلل بشكل كبير من خسائر التبديل، مما يتيح تحويل الطاقة بكفاءة عالية عبر مجموعة واسعة من ظروف التشغيل. يتم وضع الشريحة كجهاز تحكم متكامل يجمع بين إدارة طاقة NVDC الذكية ،شحن البطارية بدقة عالية ومراقبة استهلاك الطاقة في النظاميمكنه إدارة العملية بأكملها بما في ذلك تكييف طاقة المدخل، شحن البطارية،مراقبة الطاقة وحماية الإفراط من الحمولة بدون الحاجة إلى رقائق إدارة الطاقة الإضافية.

من حيث إدارة مسار الطاقةBQ25700يدمج بنية NVDC (الجهد الضيق المتزامن) المحتملة لـ TI ، والتي تحل بالكامل ثغرات إمدادات الطاقة الموجودة في أنظمة الطاقة التقليدية.يدعم بدء تشغيل الجهاز الفوري في كل من البطارية أقل والحالات بطارية مشحونة عميقا، مع تمكين وضع إمدادات الطاقة الهجينة حيث تستكمل البطارية بشكل نشط إمدادات الطاقة عندما يكون المحول محملًا بالكامل.هذا يلبي تماما متطلبات الطاقة الفورية للجهاز عالية الحمل ويزيد بشكل كبير من استقرار إمدادات الطاقة للنظامالشريحة متوافقة مع أجهزة البطارية الليثيوم-أيون، البوليمر-الليثيوم، وغيرها من أنظمة البطارية متعددة الكيمياء، ودعم مواصفات البطارية من الأجهزة المحمولة الرئيسية.

II. الوظائف الأساسية الرئيسية والمزايا التقنيةBQ25700

1وظيفة الشحن السلسة على نطاق واسع

الـBQ25700يدعم نطاق الجهد المدخل الواسع جداً من 3.5V 24V ومتوافق تمامًا مع واجهات توفير الطاقة الرئيسية مثل USB 2.0، USB 3.0من خلال تقنية التحكم في الحلقة التكيفية،يحقق التبديل السلس بين الباك، وضعيات تشغيل التحفيز والتحفيز المتغير ، مما يضمن عدم حدوث ارتفاعات في الجهد أو انقطاعات في الطاقة طوال العملية ،وبالتالي حل المشكلات تماما مثل إعادة تشغيل الجهاز وقطع الشحن الناجمة عن تقلبات في الجهد المدخل.

ويمكن أن يصل فولتاج الشحن إلى 19.2 فولت ، مع تيار شحن قابل للتعديل بدقة عالية ومحدود التيار الخارجي يصل إلى 6.35A. جنبا إلى جنب مع تردد التبديل القابل للبرمجة (800kHz / 1.2 ميغاهرتز)، فهي متوافقة مع المحفزات القياسية التي تتراوح من 1μH إلى 3.3μH ، مما يوازن بين تصغير الدائرة وكفاءة التحويل.يحافظ على كفاءة طاقة عالية حتى في ظروف الحمل الخفيف، مما يقلل بشكل فعال من استهلاك الطاقة في حالة الاحتياط.

2إدارة مسار الطاقة NVDC الذكية

الـBQ25700معمارية إدارة الطاقة NVDC هي أبرز ميزة تقنية رئيسية، مع ميزتين أساسيتين: أولاً، القدرة على البدء بدون بطارية،تتيح للجهاز تشغيل مباشرة عبر محول خارجي دون الحاجة إلى بطارية، مما يعزز بشكل كبير من ملاءمة تشغيل الجهاز والصيانة؛ ثانيا آلية طاقة هجينة ديناميكية:عندما يعمل المكيف الخارجي تحت الحمل الكامل وتجاوز الطاقة الفورية للنظام الحد الأقصى، يمكن للبطارية التدخل بسرعة لإكمال إمدادات الطاقة ، وبالتالي تجنب مشاكل مثل انخفاض الجهد بسبب زيادة في تحميل المحول وانخفاض الجهد في النظام.

بالإضافة إلى ذلك، تقوم الرقاقة بتكامل وضع حماية Vmin النشطة (VAP) ؛ عندما يتم تشغيل الجهاز فقط بواسطة البطارية،يستخدم الطاقة المخزنة في مكثف المدخل لتعويض ذروة الطاقة في النظام، قمع تقلبات الجهد وضمان التشغيل المستقر للحملات الأساسية مثل المعالج والعرض.هذا يزيد من كفاءة إمدادات الطاقة في النظام ويقلل من أوقات الشحن السريع للبطارية.

3إمدادات الطاقة للنظام ووظائف مراقبة المعالج

الـBQ25700يحتوي على وحدة كشف مدمجة لـ ADC عالية الدقة لتمكين مراقبة شاملة لحالة إمدادات الطاقة. يمكنه جمع المعلمات الرئيسية مثل الجهد المدخل ، تيار المدخل ،فولتاج البطارية، شحن التيار والجهد إمدادات النظام في الوقت الحقيقي، وتحميلها إلى المعالج المضيف عن طريق حافلة SMBus لتمكين التحكم الرقمي وإدارة حالة إمدادات الطاقة.

مصممة خصيصًا لسيناريوهات تشغيل المعالج ، تدمج الرقاقة آليات مخصصة لمراقبة ارتفاع درجة حرارة المعالج واستهلاك الطاقة ، مما يدعم التحكم المنسق عبر إشارة PROCHOT.عند اكتشاف زيادة في الطاقة في النظام، درجة حرارة المعالجة المفرطة أو التيار غير الطبيعي ، فإنه يصدر إشارات تحذير بشكل استباقي لتحريك إجراءات حماية مثل خفض المعالجة وتقييد التيار.هذا يمنع إيقاف تشغيل الجهاز بسبب ارتفاع درجة الحرارة والأضرار الناجمة عن زيادة الطاقة، وبالتالي تحقيق التحكم على مستوى الأجهزة في استهلاك الطاقة في النظام والسلامة الحرارية.

4آليات تحسين الطاقة المدخلة الذكية وحمايتها

الـBQ25700يحتوي على خوارزمية ICO (Input Current Optimization) ، والتي تحدد تلقائيًا الحد الأقصى للقدرة الخارجيّة لمصدر الطاقة الخارجيّ ومطابقة طاقة الدخول المثاليّة بشكل ديناميكي.هذا لا يقتصر فقط على الاستفادة الكاملة من قدرة مصدر الطاقة لتسريع الشحن ولكن أيضا يمنع الأضرار الناجمة عن زيادة في شحن مصدر الطاقةفي نفس الوقتيدمج آليات الحماية المزدوجة (IDPM) (حد التيار المدخل) و (VDPM) (حد الجهد المدخل) للحد الدقيق من طاقة المدخل وتلبية المكيفات من مختلف القيم الطاقة.

الشريحة تتضمن مجموعة شاملة من وظائف حماية الأجهزة، بما في ذلك حماية الإدخال من الإفراط في الجهد والإفراط في الجهد والإفراط في التيار؛ شحن البطارية،الحماية من الإفراط في التفريغ والدائرة القصيرةحماية إغلاق الحد من التيار من ارتفاع درجة حرارة الشريحة؛ وحماية الإفراط في الجهد الخارجي للنظام والإفراط في الجهد.هذه الميزات تضمن السلامة الشاملة طوال عملية الشحن والطاقة الكاملة، مما يسمح للعمل المستقر على المدى الطويل في ظل ظروف تشغيل معقدة.

5وظيفة توصيل الطاقة العكسية عبر USB OTG

الـBQ25700يدعم وظيفة USB OTG عن طريق خروج تعزيز عكسي من البطارية ، مع نطاق الجهد الخارجي من 4.48V ~ 20.8V.وهو متوافق مع بروتوكول الشحن السريع USB PD ويوفر الحد الأقصى للخروج من التيار 6.35أ، تمكن الأجهزة من شحن أجهزة أخرى أو أجهزة الطاقة الطرفية. هذا يلبي متطلبات إمدادات الطاقة الموسعة للأجهزة المحمولة.تتيح لوحدة واحدة التعامل مع وظائف الشحن والتفريغ على حد سواء.

المعلمات الرئيسية للأداء الكهربائيBQ25700

- نطاق الجهد الدخالي: 3.5V 24V ؛ يدعم العديد من مدخلات إمدادات الطاقة USB و PD

- التوافق مع البطاريات: بطاريات ليثيوم أيون 1 × 4 خلية من مختلف المواد الكيميائية

- أقصى فولتاج شحن: 19.2 فولت

- الحد الأقصى لشحن / التيار الخارجي: 6.35A ؛ دقة التيار: 50mA

- تردد التبديل: قابلة للبرمجة في 800 كيلو هرتز / 1.2 ميغاهرتز، مناسبة لجهاز تحفيز طاقة صغيرة

- واجهة الاتصال: اتصالات SMBus القياسية، دعم تكوين المعلمات وتقارير الحالة

- أنماط التشغيل: بوك متزامن، تعزيز متزامن، انتقال بلا خلل بوك-عزيز، وضع PTM مرور من خلال، وضع حماية نشطة VAP

- آليات الحماية: حماية شاملة من التوتر الزائد، التوتر المنخفض، التيار الزائد، الدائرة القصيرة، الإفراط في الحرارة والإفراط في الطاقة

IV. سيناريوهات تطبيق نموذجيةBQ25700

1أجهزة الحوسبة المحمولة: أجهزة الكمبيوتر المحمولة الحمقاء للغاية والأجهزة اللوحية 2-في-1 وأجهزة الكمبيوتر الصناعية المحمولة. مناسبة لشحن البطارية بسرعة وإمدادات الطاقة المستقرة تحت الأحمال الكبيرة.يضمن السلامة الحرارية واستهلاك الطاقة المستقر أثناء التشغيل عالي الأداء من خلال وظائف مراقبة المعالج.

2المحطات المحمولة الذكية: أجهزة تخزين الطاقة المحمولة ذات الطاقة العالية والمحطات المحمولة الذكية والأجهزة الصناعية المحمولة.آليات حماية متعددة وقدرة OTG على توفير الطاقة العكسية لتعزيز قدرة الجهاز على التكيف والتوسع.

3محولات مصادر طاقة متعددة: أنظمة إمدادات الطاقة التي تتطلب التوافق مع USB PD و USB التقليدية ومصادر إدخال متعددة من المحولات.الاعتماد على تحسين طاقة ICO وإدارة طاقة NVDC، هذه الحلول تمكن من التبديل السلس بين مصادر الطاقة المتعددة وتوزيع الطاقة بكفاءة.

V. النقاط الرئيسيةBQ25700تصميم الدوائر

1اختيار جهاز الطاقة: اختيار محفزات الطاقة عالية التردد ذات الخسارة المنخفضة تتراوح بين 1 ميكروهيدروكلوروفيتش إلى 3.3 ميكروهيدروكلوروفيتش على أساس تردد التبديل.مقترنة بمكثفات الدخول والإخراج منخفضة ESR لقمع موجة الجهد وتحسين كفاءة التحويل.

2التصميم الحراري: نظرًا لأن الشريحة تولد حرارة كبيرة في ظل ظروف تشغيل عالية الطاقة ، يجب أن يحتفظ تخطيط PCB بمناطق كافية مغلفة بالنحاس لتبديد الحرارة.يجب أن تكون آثار دائرة الطاقة قصيرة وعريضة لتقليل خسائر التوصيل وتوليد الحرارة.

3تكوين الحافلة: يسمح SMBus بتخصيص المعلمات مثل تيار الشحن والجهد وأعمدة الحدود الحالية وأعمدة الحماية ،تمكين التكيف مع مواصفات مختلفة للبطارية ومتطلبات استهلاك الطاقة للجهاز.

4تحسين الحلقة:يجب تحسين معايير حلقة التعويض أثناء الانتقال إلى تعزيز الباك لضمان استجابة ديناميكية سريعة أثناء التبديل في الوضع ومنع تقلبات الجهد والتيار.

الموجز السادسBQ25700المنتج

إن TI BQ25700 هو جهاز تحكم شحن متزامن NVDC الذي يجمع بين التكامل العالي والأداء والسلامة.إنه يتغلب على قيود رقائق الشحن التقليدية مع تصميمها الوظيفي الواحد من خلال دمج شحن وتفريغ عالية الكفاءة، إدارة مسار الطاقة الذكية، مراقبة الطاقة النظام، حماية الحرارية المعالج وإمكانيات إمدادات الطاقة العكسية في جهاز واحد.أوضاع إدارة الطاقة والقدرات الشاملة للمراقبة والحماية تعالج تماما نقاط الألم من الأجهزة المحمولة عالية الطاقة، مثل إمدادات الطاقة غير المستقرة، وانخفاض كفاءة الشحن، وصعوبة التحكم في استهلاك الطاقة وعدم كفاية السلامة.مجموعة واسعة من الجهد المدخل وتصميم الدائرة المدمجة تقلل بشكل كبير من صعوبة تطوير الجهاز، مما يجعلها الشريحة الأساسية المفضلة لأنظمة إدارة الطاقة في الأجهزة الذكية المتنقلة المتوسطة إلى المتقدمة والأجهزة المحمولة لتخزين الطاقة.

VII. ملصقات المنتجات:BQ25700ARSNR,BQ25700ARSN,BQ25700ARS,BQ25700AR,BQ25700A,BQ25700