BQ25173-Q1：汽車級(jí)超級(jí)電容線性充電器的卓越之選

在汽車電子領(lǐng)域，對(duì)于超級(jí)電容充電需求日益增長(zhǎng)，尤其是在空間受限的應(yīng)用場(chǎng)景中。TI推出的BQ25173-Q1汽車級(jí)800-mA線性充電器，為1至4節(jié)超級(jí)電容充電提供了出色的解決方案。下面，我們就來詳細(xì)了解一下這款充電器。

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1. 核心特性

1.1 汽車級(jí)認(rèn)證與可靠性

BQ25173-Q1通過了AEC-Q100認(rèn)證，適用于汽車應(yīng)用。其溫度等級(jí)為1，工作溫度范圍在(-40^{circ} C)至(125^{circ} C)，能在各種惡劣環(huán)境下穩(wěn)定工作。同時(shí)，它具有HBM ESD分類等級(jí)2和CDM ESD分類等級(jí)C4B，有效抵抗靜電干擾，保障設(shè)備的可靠性。

1.2 功能特性

• 負(fù)載耐受與低功耗：具備40-V負(fù)載耐受能力，可支持超級(jí)電容充電備份。擁有自動(dòng)睡眠模式，降低功耗，輸出泄漏電流僅350-nA，充電禁用時(shí)輸入泄漏電流為2-μA。
• 多節(jié)電容支持與可編程性：支持從0 V開始對(duì)1至4節(jié)超級(jí)電容充電，通過外部電阻可實(shí)現(xiàn)可編程操作。例如，通過FB引腳可調(diào)整超級(jí)電容調(diào)節(jié)電壓，ISET引腳能設(shè)置10 mA至800 mA的充電電流。
• 高精度充電：充電電壓精度達(dá)±1%，充電電流精度達(dá)±10%，確保充電過程的準(zhǔn)確性。
• 充電控制與狀態(tài)指示：CE引腳用于充電功能控制，還有開漏輸出用于狀態(tài)和故障指示，以及電源良好指示。
• 全面保護(hù)功能：集成了18-V IN過壓保護(hù)、1000-mA過流保護(hù)、125°C熱調(diào)節(jié)和150°C熱關(guān)斷保護(hù)，以及ISET引腳短路保護(hù)，全方位保障設(shè)備安全。

2. 應(yīng)用場(chǎng)景

BQ25173-Q1適用于多種汽車應(yīng)用場(chǎng)景，如遠(yuǎn)程信息處理控制單元（TCU）、緊急呼叫（eCall）、車隊(duì)管理和資產(chǎn)跟蹤等。在這些應(yīng)用中，它能為超級(jí)電容提供穩(wěn)定、高效的充電，確保系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。

3. 詳細(xì)剖析

3.1 工作原理

BQ25173-Q1有單一電源輸出為超級(jí)電容充電，系統(tǒng)負(fù)載可與超級(jí)電容并聯(lián)，充電電流在系統(tǒng)和超級(jí)電容之間共享。充電時(shí)，內(nèi)部控制回路會(huì)監(jiān)測(cè)IC結(jié)溫，若超過溫度閾值(T_{REG})，則降低充電電流，實(shí)現(xiàn)快速充電的同時(shí)避免過熱。

3.2 引腳功能

3.3 電氣特性

在不同工作條件下，BQ25173-Q1展現(xiàn)出良好的電氣性能。例如，在特定條件下，靜態(tài)輸出電流低至0.350 μA，輸入靜態(tài)電流在充電啟用時(shí)為0.45 - 0.6 mA等。同時(shí)，它還具有明確的輸入電壓范圍、充電電流調(diào)節(jié)范圍等參數(shù)，為設(shè)計(jì)提供了準(zhǔn)確的參考。

3.4 功能模式

• 關(guān)機(jī)或欠壓鎖定（UVLO）：當(dāng)IN引腳電壓低于(V_{IN LOWV})時(shí)，設(shè)備進(jìn)入關(guān)機(jī)狀態(tài)。
• 睡眠模式：當(dāng)(V_{INLOW }{IN }{OUT }+V{SLEEPZ })時(shí)，設(shè)備等待輸入電壓升高以啟動(dòng)操作。
• 活躍模式：CE引腳為L(zhǎng)OW且IN電壓滿足條件時(shí)，設(shè)備為超級(jí)電容充電。
• 待機(jī)模式：檢測(cè)到可恢復(fù)故障時(shí)進(jìn)入，繼續(xù)監(jiān)測(cè)故障是否消除。
• 故障模式：分為可恢復(fù)和不可恢復(fù)故障，如VIN OVP為可恢復(fù)故障，OUT OCP和ISET引腳短路為不可恢復(fù)故障。

4. 應(yīng)用設(shè)計(jì)

4.1 典型應(yīng)用設(shè)計(jì)

以1s和4s超級(jí)電容充電器設(shè)計(jì)為例，詳細(xì)說明了設(shè)計(jì)要求和步驟。如1s超級(jí)電容充電器設(shè)計(jì)中，供應(yīng)電壓為5 V至18 V，快速充電電流為800 mA，調(diào)節(jié)電壓為2.4 V，通過特定公式計(jì)算出所需電阻值。

4.2 布局與散熱

• 布局準(zhǔn)則：為獲得最佳性能，IN到GND的去耦電容和OUT到GND的輸出濾波電容應(yīng)盡量靠近設(shè)備，采用單點(diǎn)接地技術(shù)，高電流充電路徑的走線要適當(dāng)加粗。
• 散熱考慮：熱阻抗是衡量封裝熱性能的重要指標(biāo)，由于超級(jí)電容充電特性，充電初期功率耗散最大。設(shè)備的熱循環(huán)功能可降低充電電流以限制IC結(jié)溫，建議在典型工作條件下避免進(jìn)入熱調(diào)節(jié)狀態(tài)。

5. 總結(jié)

BQ25173-Q1作為一款汽車級(jí)超級(jí)電容線性充電器，憑借其豐富的特性、可靠的性能和廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，為汽車電子領(lǐng)域的超級(jí)電容充電需求提供了優(yōu)秀的解決方案。電子工程師在設(shè)計(jì)相關(guān)應(yīng)用時(shí)，可充分利用其特性，實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定的充電系統(tǒng)。大家在實(shí)際應(yīng)用中，是否遇到過類似充電器的使用問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。