
[已验证]BQ24640-支持10A电流的降压型超级电容充电器
简介
基于BQ24640的降压型同步整流超级电容充电器,支持高达10A的充电电流,支持5-28V输入,2.1-28V输出;参考官方EVM布局,极低纹波。
简介:基于BQ24640的降压型同步整流超级电容充电器,支持高达10A的充电电流,支持5-28V输入,2.1-28V输出;参考官方EVM布局,极低纹波。开源协议
:CC BY 3.0
描述
简介:
BQ24640是一款600KHz开关频率,NMOS-NMOS同步降压拓扑的超级电容充电控制器,支持5-28V输入电压,2.1-26V输出电压;带有CC-CV模式切换,可支持对超级电容等器件的0V起充功能,支持高达10A的充电电流,同时可保持高于90%的效率,支持电容高温保护功能。同时,在休眠模式下,当输入电压撤去时,电容端电流低至15uA,可减少能量消耗。
主要器件/复刻注意事项:
1.MOS管我采用的是APG068N04G,某宝约6毛一颗,40V耐压,10Vgs下导通电阻小于6.8mΩ,Ciss为840pF;实测下来感觉导阻有些高,BQ24640驱动起来还行,不是很吃力,应该可以上Ciss更大的MOS管。
2.贴片功率电感采用某宝很常见的1770封装一体成型式贴片屏蔽电感,6.8uH,体积稍大,但9.5A下实测温升不高,实际应用下若有体积要求,可使用更小一号的封装,且对纹波要求不高的情况下可适当减小感值(如使用4.7uH或3.3uH)。
3.对于10A应用,官方推荐输入输出电容最少需要两个47uF电容并联,串接电阻的电容作为RC滤波器使用,防止电源接入时电容充电,线路的寄生电感产生高压尖峰击穿MOS管与主控IC,主控I2C的供电RC滤波器中,R的取值不宜太大,官方推荐为4.7-30欧,封装需要0805或1206。
4.电流采样电阻需要注意功率及温漂,实测对于10A应用,5mΩ,2512封装的电流采样电阻,室温23°下温升较大(达到60-70°)在电流临近设置的过流保护电流时可能会导致误动作,需要注意。
5.MOS管驱动电路部分,二极管需采用快恢复二极管,对于该布局,实测2欧的栅极驱动电阻就可获得良好的栅极驱动波形,其它布局需要实测并做一定调整。
实测数据:
以下所有数据的测试条件均为:
1.室温23°
2.12V转5.2V,电子负载恒流模式
3.测试仪器:
示波器:汉泰DSO2C15
电源:ETM3010P
电子负载:DCL8003+
热成像仪:艾睿光电C210
由于个人精力及水平有限,无法做到控制太多变量,因此此数据仅作参考。
1.MOS管栅极驱动波形
高端MOS(对地)
低端MOS(对地)
(由于各功率段波形基本不变,因此仅测试一组)
以下为恒流测试,分别为输入端电压与输出端电压,部分带有温度稳定后的热成像图片
1A负载恒流测试:
输入端:
输出端:
(确实是这个值,不是接触不良没测到之类的,因为如果接触不良没测到的话感应噪声会更大)
3A负载:
输入端:
输出:
5A负载:
输入:
输出:
7A负载:
输入:
输出:
8A负载:
输入:
输出:
9A负载:
输出:
9.5A负载:
输入:
输出:
长时间温升:
9A负载30分钟,上管温升最大:
可以看到,上管90度左右,下管77度左右
电流采样电阻温度也不小,将近80度,再往上9.5A,采样电阻温漂增大,导致主控误判断过电流而停机,无法测试,建议长时间使用,电流控制在9A以下
主控IC就比较凉快了,只有61度左右,感觉可以再换Ciss更大些,导阻更低些的管子。
电感由于是金属,发射率不同,只能使用热电偶测温,温度为65度左右,算是比较凉快。
另外的注意事项:
若使用电子负载恒流模式测试,若不小心触发过流保护导致IC打嗝启动,低压输出时下管与IC温度上升迅速,当心烧毁!
设计图

BOM


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