bq24773功能分析(中文手册翻译)

电池通过二极管连接到VCC。当VCC电压高于UVLO时，bq2477x通电以打开BATFET并启动SMBus/I2C通信。默认情况下，bq2477x保持低功耗模式（0x12[15]=1），静态电流最低。 当0x12[15]设置为0时，设备进入性能模式。用户可以通过SMBus/I2C启用IBAT缓冲区。为了启用PMON、PROCHOT或独立比较器，bq2477x启用REGN LDO以进行精确参考。

外部电阻分压器会在适配器电压进入ACDET之前将其衰减。适配器检测阈值通常应编程为大于最大蓄电池电压但低于最大允许适配器电压的值。当ACDET高于0.6V时，REGN LDO和偏置电路启用。 在以下条件下，可以使ACOK输出： • V(UVLO) < V(VCC) < V(ACOVP) • V(ACDET) > 2.4 V • V(VCC) – V(SRN) > V(VCC_SRN_RISE)

bq2477x设备自动将适配器或电池电源切换到系统。 ACDRV驱动适配器和ACP之间的一对公共源（CMSRC）N沟道功率MOSFET（ACFET和RBFET）（详见图21）。ACFET将适配器与系统和电池分离，并通过控制ACFET的开启时间，在插入适配器时提供有限的di/dt。当适配器对地短路时，RBFET提供负输入电压保护和电池放电保护，并且与肖特基二极管相比，RBFET的RDS（on）较低，从而最大限度地降低系统功耗。

当适配器不存在时，ACDRV被拉到CMSRC以保持ACFET和RBFET关闭，从而断开适配器与系统的连接。如果以下所有条件均有效，BATDRV将保持低至VSRN –10 V，以将电池连接至系统： • V(VCC) > V(UVLO) • V(SRN) – V(SRP) > 2.56 mV

插入适配器后，如果ACOK高，系统电源将从电池切换到适配器。ACFET和RBFET上的栅极驱动电压为V(CMSRC) + 6 V。如果 ACDRV_CMSRC 电压从其正常电压下降至少100 mV，转换器停止。

为了限制ACFET开启期间的适配器涌入电流，必须按照以下指南仔细选择ACFET的Cgs和Cgd外部电容器： • 最小化系统上的总电容 • Cgs应为Cgd的40倍或更高，以避免在适配器热插拔期间ACFET错误开启 • 与MOSFET供应商核实峰值电流额定值 • 将4 kΩ电阻器与ACDRV和CMSRC引脚串联，以限制MOSFET的开启/关闭时间。

ACFET接通后，转换器启用，HSFET和LSFET开始切换。每次启动buck变换器时，IC都会自动对buck输出电流应用软启动（退出学习时无软启动），以避免输出电容器或功率变换器出现任何超调或应力。此功能不需要外部组件。 通电时，转换器输出电压是由CELL引脚配置设置的默认值。

当输入电流超过输入电流设定值时，bq2477x会降低充电电流，为系统负载提供优先级。随着系统电流的增加，可用充电电流相应地向零下降。如果充电电流降至零后系统负载持续增加，则系统电压开始下降。当系统电压降至电池电压以下时，设备进入补充模式，电池开始放电，系统总功率等于输入电源功率和电池放电功率。

B A T D R V ‾ \overline{BATDRV} BATDRV驱动转换器输出和电池之间的p沟道BATFET，为电池提供充电和放电路径。即使电池耗尽或没有电池，系统也始终高于MinSystemVoltage（）。 当电池电压低于最低系统电压设置时，该BATFET在电池充电期间以线性模式（LDO模式）工作。预充电电流由ChargeCurrent（）设置，并限制在384mA以下。 如果电池电压达到最低系统电压，BATFET将完全开启。最小BATDRV电压为1.1 V。对于1s应用，当栅极电压为1.1 V或更高时，BATFET必须完全开启。否则，BATFET可能无法正常工作。

作为行业标准，高精度电流检测放大器（CSA）用于监测输入电流（IADP）和充放电电流（IBAT）。IADP电压是ACP和ACN之间差分电压的40倍或80倍。IBAT电压是SRP和SRN之间差分的20倍（充电期间）或8倍/16倍（放电期间）。VCC高于V(UVLO) 且ACDET高于0.6 V后，IADP输出变为有效。为了降低电流监控上的电压，可以使用从CSA输出到GND的电阻分压器，并且仍然可以实现超温精度。

建议在输出端连接最大100 pF的电容器，以消除高频噪声。如果需要额外的过滤，额外的RC过滤器是可选的。请注意，添加过滤也会增加额外的响应延迟。CSA输出电压钳制在3.3 V。

bq2477x设备同时监控适配器和电池的总可用电量。PMON电流与总功率 K(PMON) 之比可以在ChargeOption1（）位[8]中编程，默认值为1μA/W。通过将ChargeOption1（）位[12]设置为1，bq2477x设备允许输入感测电阻为电荷感测电阻的2倍。

I = K(PMON)(VIN × IIN + VBAT × IBAT ) (IBAT > 0 during battery discharging, IBAT < 0 during battery charging) )

PMON的最大输出电流为100μA。用户根据峰值系统额定功率选择输出电阻。 PMON输出电压钳制在3.3V以下。

当CPU运行turbo模式时，峰值功率可能超过适配器和电池的总可用功率。 适配器电流和电池放电超调或系统电压降表明系统电源可能过高。卸下适配器或电池后，剩余电源可能无法支持turbo模式下的峰值功率。bq2477x中的处理器热功能监视这些事件，并断言 P R O C H O T ‾ \overline{PROCHOT} PROCHOT 脉冲。

P R O C H O T ‾ \overline{PROCHOT} PROCHOT 触发事件包括： • ICRIT：适配器峰值电流 • INOM：适配器平均电流（输入电流限值的110%） • IDCHG：电池放电电流 • VSYS：2s-4s电池SRN上的系统电压 • ACOK：拆除适配器时（ACOK 引脚从高到低） • BATPRES：卸下电池后（BATPRES 引脚从低到高） • CMPOUT：独立比较器输出（CMPOUT 引脚从高到低）

ICRIT、IDCHG或VSYS的阈值，以及ICRIT、INOM、IDCHG或CMPOUT的去毛刺时间可通过SMBus编程。每个触发事件都可以在REG0x3D[6:0]中单独启用。

当触发 P R O C H O T ‾ \overline{PROCHOT} PROCHOT 配置中的任何事件时， P R O C H O T ‾ \overline{PROCHOT} PROCHOT 被断言为低电平至少10毫秒（默认0x3C[4:3]）。在10毫秒结束时，如果 P R O C H O T ‾ \overline{PROCHOT} PROCHOT 事件仍处于活动状态，则脉冲会延长。

bq2477x通常使用2.2/3.3μH电感和60μF输出电容来实现所有环路的稳定。该电容可能来自系统总线去耦帽。但是，为了获得良好的输出瞬态响应，比如最小输出下降或最小输出尖峰，最好从系统总线获得更多的输出电容，这可能是CPU核心、DDR和芯片组下游DC-DC转换器输入的总输入电容。

陶瓷电容器表现出直流偏置效应。当在陶瓷电容器上施加直流偏置电压时，这种效应会降低有效电容，如在充电器的输出电容器上。这种效应可能会导致显著的电容下降，尤其是对于高输出电压和小型电容器封装。 有关施加直流偏置电压时的性能，请参阅制造商的数据表。可能需要选择更高的额定电压或标称电容值，以在工作点获得所需的值。

当LSFET开启时，在HSFET关闭期间，电感电流减小。如果电流为0，转换器进入DCM。 每个周期，当SRP和SRN之间的电压降至0 mV以下时，欠电流保护比较器（UCP）关闭LSFET以避免负电感电流，这可能会通过HSFET的体二极管提升系统。

在DCM期间，回路响应会自动改变。它变为单极系统，且极与负载电流成比例。

为了提高转换器的轻载效率，bq2477x在轻载时切换到PFM控制，并禁用充电或在LDO模式下充电。 当系统负载降低时，有效开关频率将相应降低。最小频率可限制为40kHz（ChargeOption0（）位[10]=1）。 要获得更高的轻载效率，请将“音频限制”位设置为低（Chargeoption0（）位[10]=0）。

充电器开关频率可通过SMBus/I2C命令进行调整，以解决EMI问题。ChargeOption0（）位[9:8]可用于设置开关频率。 如果频率降低，电流纹波就会增加。必须仔细选择电感器值，以便即使在输入电压更高、占空比50%、电感更低和开关频率更低的最坏情况下，也不会触发逐周期峰值过电流保护。

学习模式设置为校准组件中的仪表。启用读入功能后，系统首先将电池放电到耗尽阈值以下，然后完成另一个充电循环以进行仪表校准。在放电过程中，BATFET导通，转换器停止。

可通过SMBus/I2C“LEARN Enable”（记忆启用）命令（ChargeOption0（）位[5]=1启用记忆模式）激活电池记忆循环。 当在连接适配器的情况下启用LEARN时，系统通过关闭转换器将电源切换至电池，并保持ACFET/BATFET接通。 学习模式允许蓄电池放电，以便在整个放电/充电循环中校准蓄电池气体表。 当学习被禁用时，系统通过在几百μs内打开转换器将电源切换到适配器。

bq2477x还通过将 B A T P R E S ‾ \overline{BATPRES} BATPRES 驱动到高位，支持硬件引脚存在学习模式。当 B A T P R E S ‾ \overline{BATPRES} BATPRES 引脚拉高时，bq2477x重置“学习启用”（ChargeOption 0（）位[5]）和IDPM_EN（ChargeOption（）位[1]），并重置MaxChargeVoltage（）和ChargeCurrent（）。

bq2477x包括一个看门狗定时器，如果充电器在175s内未收到write MaxChargeVoltage（）或write ChargeCurrent（）命令（可通过ChargeOption（）命令进行调整），则可以终止充电。 如果出现看门狗超时，所有寄存器值保持不变，但充电暂停。必须重新发送Write ChargeVoltage（）或Write ChargeCurrent（）命令以重置看门狗定时器并恢复充电。 可以禁用看门狗定时器，或通过SMBus命令（ChargeOption（）位[14:13]）将其设置为44s、88s或175s。如果看门狗处于超时状态，通过写入ChargeOption（）位[14:13]禁用看门狗定时器也会恢复充电。

如果输入电流超过输入电流DAC设定值的3倍，转换器将被禁用。300毫秒后，转换器再次打开。

ACOC功能阈值可通过SMBus命令设置为输入DPM电流的3倍（ChargeOption0位[7]=1）或功能禁用（ChargeOption0）位[7]=0，默认值）。bq2477x具有周期间峰值过电流保护。 它监控LSFET或输入电流感应电阻器的Rds（on）之间的电压，并防止转换器出现过流情况。当检测到过电流时，高压侧栅极驱动关闭，当过电流条件消失时，高压侧栅极驱动自动恢复。

当LODRV脉冲大于100ns时，LSFET OCP激活，阈值通过SMBus/I2C命令自动设置为290mV（ChargeOption0（）位[6]=1，默认）或170mV（ChargeOption0（）位[6]=0）。当MOSFET刚刚开启时，消隐时间可防止噪声。 当LODRV脉冲小于100ns时，bq2477x将OCP限制设置为与PROCHOT ICRIT设置成比例（ProchotOption0（）位[8]）。IDPM功能被禁用（0x12[1]=0）。即使IDPM被禁用，也将InputCurrent（）设置为正确的值。

当BAT处的电压超过调节电压设定值的104%（1s）或102%（2s–4s）时，bq2477x立即停止转换器。 这允许快速响应过电压情况，例如在卸下负载或断开蓄电池时发生的情况。从SRP/SRN到GND的19 mA电流接收器仅在BATOVP期间开启，并允许释放传输到输出电容器的存储输出电感能量。

当转换器启动时，bq24770读取单元引脚配置，并设置MaxChargeVoltage（）和SYSOVP阈值（1s–5V、2s–12V、3s–18.5V）。 在主机写入MaxChargeVoltage（）之前，电池配置将随电池管脚电压而变化。

当SYSOVP发生时，设备锁定ACFET/RBFET。寄存器ChargeOption0（）位[12]设置为1。

用户可以通过写入0以注册位或移除并再次插入适配器（ACDET低于0.6V并再次备份）来清除闩锁。闩锁解除后，ACFET/RBFET接通，转换器启动。

WQFN封装具有较低的热阻抗，可提供从硅到环境的良好热传导，以保持结温较低。 作为一种额外的保护级别，每当结温超过155°C时，充电器转换器就会关闭以进行自我保护。 充电器保持关闭状态，直到结温降至135°C以下。在热关机期间，REGN LDO电流限制降至14 mA。 一旦温度降至135°C以下，可通过软启动恢复充电。

bq2477x以恒流（CC）和恒压（CV）模式为1-4芯电池充电。主机将电池电压编程为ChargeVoltage（）（0x15（））。 根据电池电压，主机将适当的充电电流编程为ChargeCurrent（）（0x14（））。当电池电量已满或电池无法正常充电时，主机通过将0x12[0]设置为1或将ChargeCurrent（）设置为零来终止充电。

bq2477x采用窄VDC结构（NVDC），并将BATFET系统与电池分离。最小系统电压由MinSystemVoltage（）设置。

即使在电池电量严重耗尽的情况下，系统的调节电压也会高于最低系统电压。当电池低于最低系统电压设置时，BATFET以线性模式（LDO模式）工作。

当电池电压高于最低系统电压时，BATFET完全开启，系统和电池之间的电压差为BATFET的VDS。

bq24773 通信方式为 IIC ，具体时序参考英文手册。