基于BQ24610的24V电池充电板

title: 基于BQ24610的24V电池充电板
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• Altium
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  date: 2018-04-06 19:53:46
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刚入门的时候搞的项目，未验证过，看看就好，不要当真

**转自我的博客 **

本文的主要目的在于传播基本的阅读datasheet的能力，以及PCB设计需要注意的基本问题。

本次需要设计的是24V动力锂电池充电电路。

原理图设计

参考官方参考电路

为了快速设计电路，自然是参考官方参考电路，选择Typical Application。

做细微的参数调整

由于我们的需求是给24V的电池充电，所以需要稍微修改一下原理图，接下来需要查看的就是Feature Description

1. 设置充电电压
   
   从图中可以看出，R1和R2是设置电池充电电压的地方。我需要的是24V充电，所以我分贝设置为100K和1.1M

2. 设置电池充电电流
   
   Vset1和Rsr是用来调整充电电流的，虽然我也想把充电电流设置的高一点，但是我在淘宝上找不到能提供那么大电流的的24V的适配器，很失望。Rsr就用了10mR，Vset1是使用电阻分压得到的，我本来想设置为5A的，可是43.5K的电阻很贵，就采用了和官方一样的电阻值，设置为3A。

3. 设置适配器充电电流
   [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-G322E3Bx-1668672366660)(https://greedyhao.cc/img/altium/BQ24610_5.png)]
   通过Vacset和Rac设置，前文也说了，由于适配器限制，本来这片芯片最大能承受10A充电电流的，也只能设置成3A，也使用官方提供的值了。

4. 设置预充电电流
   [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-uOuYdr1p-1668672366664)(https://greedyhao.cc/img/altium/BQ24610_6.png)]
   预充电就是当电池电压低于一个设置的阈值时，先用小电流对电池充电，使电池达到设置的阈值，这样可以激活电池，保证电池的寿命不会太快衰减。但需要注意的是，预充电30分钟后还没有达到阈值的话，充电芯片就会停止充电，通过状态引脚给出错误信息。

5. 设置充电安全时间
   [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-36ruurre-1668672366665)(https://greedyhao.cc/img/altium/BQ24610_7.png)]
   [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-zkqzAUEK-1668672366666)(https://greedyhao.cc/img/altium//BQ24610_8.png)]
   通过Cttc这个电容可以设置充电的安全时间，也是一种保护电池的措施。我使用的也是官方的值。

6. 系统供电方式
   [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-qsI5HqAi-1668672366668)(https://greedyhao.cc/img/altium/BQ24610_9.png)]
   这里说的大概意思就是，VCC可以从电池或适配器供电，当VCC电压大于电池电压时，会关闭电池与系统之间的BATFET，使用VCC供电（一般也就是插着适配器的时候才会发生吧，使用适配器供电也很正常）。

7. 充电和取消充电的情况
   [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-AGaOBdqi-1668672366669)(https://greedyhao.cc/img/altium//BQ24610_10.png)]
   这里列举了什么情况下充电，什么情况下停止充电，有兴趣自己看看就好，对原理图绘制影响不大。

8. 过热保护
   [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-mp1O1M4U-1668672366670)(https://greedyhao.cc/img/altium//BQ24610_11.png)]
   [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-uKuYAzVB-1668672366671)(https://greedyhao.cc/img/altium//BQ24610_12.png)]
   这里提到用103AT的热敏电阻测量温度。

9. 充电状态输出方式
   [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-geGaGBz5-1668672366672)(https://greedyhao.cc/img/altium//BQ24610_13.png)]
   这张表体现了充电的状态对应的LED灯情况

完成设计

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-SBjEhNn7-1668672366674)(https://greedyhao.cc/img/altium/BQ24610_14.png)]
说实话，感觉这种设计感觉技术水平不高，还是那些使用分立元件那个年代的前辈厉害，现在都集成在IC中了，外围设计简单了太多。

PCB设计

官方建议

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-OFuLJE8u-1668672366675)(https://greedyhao.cc/img/altium/BQ24610_15.png)]
这是官方提供的Layout的指导

1. 输入电容要尽可能的靠近开关MOSFET并使得和地之间的回路最小。这些元件需要放在同一层而不是不同层然后使用过孔连接（惨…没写这篇文章前还没注意到，我有的元件是放在bottom的，不过我用了多个过孔应该没关系的吧…）。
2. IC应该被放在开关MOSFET的附近来保证控制信号是干净的（我放的好像有点远…)
3. 电感的输入端要尽可能的靠近开关MOSFET的输出端。覆铜面积要尽可能小以避免电磁干扰，但是要保证足够的宽度承载电流。这里不要用不同层的平行线的连接。保证和其他网络尽可能小的寄生电容（这是为了避免这里的高频信号影响其他位置的模拟电路）。
4. 采样电阻要靠近电感的输出端，布线时最好参考官方的这种设计
   [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-fNZDN4vx-1668672366676)(https://greedyhao.cc/img/altium/BQ24610_16.png)]
5. 输出电容要放置在靠近采样电阻的输出端和地之间。
6. 输出电容的地要先和输入电容的地连接再和IC的地连接
7. 模拟地要和电源地分离，并且用信号地连接充电器的电源地和模拟地。就在IC的下放使用覆铜连接模拟地，但是要避免电源管脚以减少容性和感性噪声耦合。在热焊盘上连接模拟地和电源地并作为信号地的连接点。或者使用0R的电阻连接模拟地和电源地（这种情况下热焊盘需要连接模拟地）。非常推荐在热焊盘下使用星形连接。
8. 热焊盘的接地是非常重要的，要确保过孔是直接在IC下方的。
9. 去耦电容要尽可能靠近IC
10. 过孔的数量和大小要满足电流的需要

PCB一般要求

除此之外还要注意电流与线宽、铜厚之间的关系
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-XldEV1C7-1668672366678)(https://greedyhao.cc/img/altium/pcb线宽与电流关系.png)]
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-VfjybALN-1668672366679)(https://greedyhao.cc/img/altium/pcb铜厚与电流关系.png)]

成品图

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-sK7UT6Ji-1668672366679)(https://greedyhao.cc/img/altium/BQ24610_17.png)]
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-FiXDdxXt-1668672366680)(https://greedyhao.cc/img/altium/BQ24610_18.png)]

总结

画PCB还是需要有经验加持的，就拿我这次画板来说吧，之前没有经验，不懂如何看IC的datasheet，在老师的带领下才学会了查看datasheet。但是看datasheet还是不够认真，没有去看官方的一些建议，Layout时有许多细节没有处理好，只到我打板后这么久，写文章的时候才发现，官方建议中的第2、3、4、5、6、7、9都是不太符合要求的，但是板都打了…

虽然板子存在很多问题，但是自己画的板还是想看看效果是怎么样的，可惜退了那个团队，测试板子就交给其他人了。