蒸汽核心能源卡诞生日

回板了，以后要换方案也不一定，如果功率上到百瓦这颗心脏就可能顶不住了

实物图

做了个程序 DEMO

硬件设计

BQ24610

特性简介

参考链接：https://www.ti.com.cn/document-viewer/cn/bq24610/datasheet
BQ2461x 1 节至 6 节电池的独立同步降压电池充电器控制器

特性

600kHz NMOS-NMOS 同步降压转换器
适用于锂离子或锂聚合物电池的独立充电器
工作输入范围为 5V 至 28V VCC，支持 1 节至 6 节电池 (BQ24610)
工作输入范围为 5V 至 24V VCC，支持 1 节至 5 节电池 (BQ24617)
充电电流和适配器电流高达 10A
自动选择适配器或电池作为系统电源
电池检测
FET 提供反向输入保护
充电使能引脚
适用于同步降压转换器的 6V 栅极驱动
关闭状态电池放电电流 < 15µA
关闭状态输入静态电流 < 1.5mA

原理图 设计

原理图部分基本没什么大的问题有疑问可以去看我之前转载的文章

原理图设计

Layout 设计指导

以下来自TI官方论坛下载

BQ24610, BQ24616, BQ24617, BQ24618, and BQ24630

下面有翻译

Layout设计指导

Layout设计指导

Layout设计指导

指导方案：

• 建议采用多层PCB。至少布置两层地面。BQ24610EVM使用4层PCB(顶层，两个信号层和底层)
• 将输入电容尽可能靠近QH MOSFET的漏极和QL MOSFET的源极，并使用尽可能短的铜走线连接。这些部件应该放在PCB的同一层上，而不是在不同的层上，并且应该使用过孔来进行连接。
• IC应放置在开关MOSFET栅极端子附近，以保持栅极驱动信号走线短，以实现干净的MOSFET驱动。IC可以放置在PCB的另一侧，与开关mosfet分开
• 将电感输入端尽可能靠近开关MOSFET输出端。尽量减少该走线的铜面积，以降低电场和磁场辐射，但使走线足够宽以承载充电电流。不要使用多层并联进行此连接。最小化从该区域到任何其他走线或平面的寄生电容。
• 充电电流感应电阻应该放在电感输出的右边。将穿过感测电阻连接的感测引线路由回同一层的IC，彼此靠近(最小化环路面积)，并且不要将感测引线路由通过大电流路径(参见开尔文连接BQ24610数据表的图27，以获得最佳电流精度)。将去耦电容放在IC旁边的这些走线上。
• 将输出电容放置在感应电阻输出和接地旁边。在连接系统地之前，必须将输出电容接地连接在连接输入电容接地的同一根铜线上。
• 模拟地与电源地分开走线，使用单一接地连接将充电器电源地绑在充电器模拟地上。在IC下方，使用倒铜作为模拟接地，但避免电源引脚，以减少电感和电容噪声耦合。使用热垫作为单地连接点，将模拟地和电源地连接在一起。或者使用0-Ω电阻将模拟地连接到电源地(在这种情况下，热垫应连接到模拟地)。强烈建议在热垫下方采用星形连接。
• 将IC封装背面暴露的热垫焊到PCB接地上是至关重要的。确保IC的正下方有足够的热通孔，并与其他层的接平面相连。
• 将去耦电容放置在IC引脚旁边，并使走线连接尽可能短。
• 对于给定的电流路径，所有过孔的大小和数量必须足够。

错误layout布局

错误layout布局

上图箭头是电流方向，最重大的问题应该是在于精密电阻的焊盘下方的过孔，此国控会影响BQ24610侦测电压和电流，使得输出端只能到2V。

成功的第一版本layout布局

成功layout布局

上图是按照TI给的设计图基本完全照搬做的，输入18V成功打出18V系统电。

关于充电路径

充电路径layout布局

从系统电经过表层HL MOS 电感 精密电阻 输出，这里由于有电池电压反馈，默认不插入电池该路径关闭。

电池放电路径

放电路径layout布局

通过一个 NMos 输出到系统电。

自举电容

自举电容在BUCK中有关键作用

放电路径layout布局

放电路径layout布局

放电路径layout布局

原文翻译
特性描述(续)
上部装置总是有足够的电压保持完全接通。如果BTST引脚到PH引脚的电压低于4.2 V超过3个周期，则关闭高侧n沟道功率MOSFET，打开低侧n沟道功率MOSFET，将PH节点拉下并给BTST电容充电。然后，高侧驱动器返回到100%占空比工作，直到检测到(BTST- ph)电压再次下降，因为泄漏电流使BTST电容器放电低于4.2 V，并重新发出复位脉冲。
定频振荡器在输入电压、电池电压、充电电流和温度等各种条件下都能严格控制开关频率，简化了输出滤波器的设计，使其远离可听噪声区域。关于如何选择电感、电容和MOSFET，请参见应用和实现

另一款 BUCK IC MP1484（MPS家的）规格书中写到

放电路径layout布局

原文翻译
转换器使用内部n沟道MOSFET开关将输入电压降压到调节的输出电压。由于高侧MOSFET需要大于输入电压的栅极电压，因此需要连接在SW和BS之间的升压电容器来驱动高侧栅极。当SW低时，升压电容器从内部5V轨道充电。

程序设计

函数说明

OLED部分

目前移植 0.91 OLED 成功

OLED部分

OLED部分

移植参考链接：

https://github.com/yangjinhaoaa/OLED0.91-SSD1306-HAL

功率检测

功率检测

功率检测

移植参考链接：

https://zhuanlan.zhihu.com/p/659846231

电池电压检测

关于电池包电压，下面表格方便查看，列出了1~20串锂电池最高最低电压以及通过分压电阻得出的电压，还有理论上ADC寄存器中的值

功率检测

代码部分使用ADC检测。判断电池部分使用if，简单粗暴，下面是识别1~6串代码

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
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12
13
14
15
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19
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21

if(ADC_Value_int <= 300){
	OLED_ShowNum(110,0,0,1,16);
	}
if(ADC_Value_int >= 588 && ADC_Value_int <= 689){
	OLED_ShowNum(110,0,1,1,16);
	}
if(ADC_Value_int >= 1177 && ADC_Value_int <= 1337){
	OLED_ShowNum(110,0,2,1,16);
	}
if(ADC_Value_int >= 1766 && ADC_Value_int <= 2005){
	OLED_ShowNum(110,0,3,1,16);
	}
if(ADC_Value_int >= 2355 && ADC_Value_int <= 2674){
	OLED_ShowNum(110,0,4,1,16);
	}
if(ADC_Value_int >= 2943 && ADC_Value_int <= 3342){
	OLED_ShowNum(110,0,5,1,16);
	}
if(ADC_Value_int >= 3532 && ADC_Value_int <= 4011){
	OLED_ShowNum(110,0,6,1,16);
	}

许可协议

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