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支持双向充放电的高效Buck-Boost控制器——TMI5810
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支持双向充放电的高效Buck-Boost控制器——TMI5810

  • 分类:新闻资讯
  • 作者:开yun体育app微
  • 来源:原创
  • 发布时间:2023-05-24
  • 访问量:0

【概要描述】

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随着便携式电子产品趋于小型化和轻量化,锂电池成为大多数便携式电子产品供电的更优选择。常规单节锂电池充满电为4.2V,因为不同电子产品对电源电压的要求不同,所应用的锂电池串数也有所不同。

常见的电子产品如电动工具、吸尘器、音箱和筋膜枪等应用,一般由1~6节锂电池串联供电,即需匹配宽电压(5~28V)的电源适配器,所以电子产品中的锂电池组需要进行充电、放电等系列电能变换才能完成整个供电过程,而这些电能变换都需要芯片来控制完成。

如下图,传统方案下,MCU需要分别控制“充电电路”和“放电电路”的功能模块实现电池包充放电,整个过程相当复杂,电路设计也比较繁琐。

开yun体育app微TMI5810是一颗集双向充放电和高效率于一身的同步升降压电源管理芯片,能有效解决多节锂电池充放电管理难题。如下图,相比于传统方案TMI5810可以将“充电电路”和“放电电路”合二为一,MCU只需要控制TMI5810即可实现充放电过程,大大减少了外围设计,优化了电源管理架构。

TMI5810外置4开关的升降压(Buck-Boost)架构,充电支持1~6节锂电池,宽电压2.8~32V(36V耐压)输入和2~30V反向输出,可满足大多数便携式电子产品的电压输入及12V/24V的车载充电器的供电应用,实现对多节锂电池组的充放电控制。

TMI5810工作原理

TMI5810采用专利技术(Buck-Boost Topology),确保系统在Buck,Boost,Buck-Boost多工作模式下实现电路平滑稳定过渡,如下图三种模式下电路波形图。

Buck模式下

Buck模式下

Boost模式下

TMI5810 充放电模式受 DIR 信号控制

当 DIR 输入为低电平时,TMI5810工作于充电模式,由适配器接口(VBUS 端)向电池(VBAT 端)充电;

正向充电模式

通过CSEL pin 设置充电BAT电压,然后通过改变CSEL对GND的电阻R24, 设置VBAT电压(1S~3S),其他的电压通过FB来完成设置。如下表所示:

Table 2. CSEL 设定值

在充电模式下,具有充电管理功能,支持涓流,恒流,恒压和满充指示管理。

充电曲线

当 DIR 输入为高电平时,TMI5810工作于放电模式,由电池(VBAT端)向适配器接口(VBUS 端)放电。

放电模式原理图

VBUS 放电电压动态调整:放电模式下,除了通过改变 FB1 分压比的方式,还可通过 PWM 信号对 VBUS 电压进行动态调整。固定FB1分压电阻不变,向PWM管脚输入频率为10kHz~100kHz的 PWM 信号,VBUS 输出电压即受 PWM 信号占空比 D 控制。

VBUS 输出电压 vs PWM 信号占空比

随着锂电池市场应用的普及化以及对锂电池研究的不断深入,系统对锂电池一系列参数的了解和控制将更加精细化,与之相应的充放电管理的技术会进一步发展。开yun体育app微围绕锂电池的深化应用,自主研发了多种专利技术和控制芯片,为客户产品开发和行业发展提供有效助力。

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