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Bq24650太阳能充电芯片电路中二极管的作用

Other Parts Discussed in Thread: BQ24650

             楼主  使用Bq24650这款开关模式充电控制芯片设计了一款太阳能充电器,但是在电路设计中不知道其中几个二极管的作用,发帖求助,主要问题如下所示:如题,在datasheet中给出了两个二极管D1,D2。其中D1为普通二极管,D2为肖特基二极管。因为设计的产品对功耗特别敏感,普通二极管压降很大,所以有两个问题: 1:D1的作用是什么?如果D1仅仅是防反接的话可以直接去掉。但从datasheet第25页中高频电流通路的电路图中貌似要用这个管子?没有看明白      2:D2是否可以用Ti的si7288超低正向压降(27mV)的旁路二极管代替?

            帖子链接:http://www.deyisupport.com/question_answer/analog/battery_management/f/35/t/30690.aspx

            TI FAE:解答了楼主的问题。在我们了解楼主关心的电路中几个二极管的作用之前,必须先了解Bq24650这一款太阳能充电控制芯片的具体参数以及相关功能,才能更好的分析二极管的作用。首先,我们来看看Bq24650的基本封装结构图,了解一下Bq24650的几个PIN脚的作用,如下图所示:

            Bq24650的基本封装结构图如上图所示,就是最典型的16PIN 的VQFN封装。关于Bq24650,想必大家都了解,它就是一款告诉开关模式的充电控制器。关于Bq24650的相关技术参数,大家可以从下面的表格了解一下,如下图所示:

            下面我们看看楼主的问题,了解一下D1,D2的作用,先看看楼主所说的电路,如下图所示:

          楼主的电路如所示,D1是用来防止倒灌电流的,也可以起到防止接反的作用。但是否取消能取消这个二极管取决于BQ24650充电器是否作为一个热插拔的器件,如果BQ24650的输入器是会进行进行插拔动作的,建议你加上这个二极管,这样可以防止做“拔除”动作时产生的尖峰电压,即trace的寄生感抗中蕴含的能量能够顺利的通过VCC 的RC滤波器旁路掉,而不至于打到前段的太阳能板或适配器。如果你的BQ24650的输入源不会经常进行插拔动作,且适配器有外部机构件的防呆设计杜绝插反,那么你可以不用这个二极管。

          关于D2的作用,TI 的技术人员也给我们做出了详细的解答:因为是N-mosfet型的开关,所以需要自举电路来给上管的driver供电,D2的作用是给自举电容充电。有一些器件将这个二极管集成在芯片内部,但对于高频和大容性负载的应用情况下,这个自举二极管的平均功耗将相对比较大,比如BQ24650 ,如果将这个二极管集成在内部会使得芯片发烫,所以使用外部的分立元器件。

           了解了S1,D2的作用,我们再来看看楼主提到的规格书中25页的电路,看看这个二极管究竟是怎么回事?电路图如下所示:

                     从上面的等效电路图中,我们可以看到:atasheet page25中的二极管是开关mosfet的体二极管(body diode),并不是指D1.这个是楼主的理解存在偏差了。

             我们最后来看看楼主的最后一个问题,关于二极管的替代的问题:SM74611来代替普通肖特基二极管从理论上说功耗会降低很多,不知道可否这样代替?

            对于楼主的关心的这几个二极管的替代问题,TI的技术人员也给出了详细的解答,我们可以一起去学习一下:从功耗的角度来考虑,如果能够使用更低导通压降的器件能够提高效率,但在这个实际的电路中没有必要做这样的替代,整个自举电路的损耗放在整体的电路中是比较小的,自举电容才100nf,所以需要的电流比较小,充电的时间非常短,甚至在S74611还没将电流通路切换到旁路mosfet的时候,自举电容的充电就已经结束了。我们希望这个电容能够在最短的时间内充满电即可。而S74611是在有大电流流过时,其低导通压降带来的好处才会比较明显。且从价格上来说并不划算。如果是大电流的二极管应用场合,S74611的价值就能充分的体现出来。

 

             通过TI技术人员的详细而耐心的解答,相信大家都对于D1,D2这两个二极管的作用,以及在设计的过程中的选型问题有了深刻的了解,在以后的调试过程中,就不会犯错误了。在这里再次感谢TI的大力支持了。