Texas Instruments bq21080线性电池充电器IC专注于小解决方案尺寸和低静态电流以延长电池寿命。该器件采用8焊球芯片级封装，无需采用HDI PCB工艺进行制造，从而降低了PCB成本。该器件可支持高达800mA的充电电流和高达2.5A的系统负载。

数据手册：*附件：Texas Instruments bq21080线性电池充电器IC数据手册.pdf

该器件采用标准锂离子或磷酸铁锂充电曲线分三个阶段对电池进行充电：预充电、恒流和恒压。通过热调节提供最大充电电流，同时管理器件温度。该充电器还针对电池间充电进行了优化，具有3V的最低输入电压，并且可以承受25V的绝对最大线路瞬变。Texas Instruments bq21080集成了单按钮输入和复位电路，以减小解决方案的总尺寸。

特性

• 800mA电源路径线性电池充电器
  • 已针对电池间充电和USB适配器优化的3.0V至5.9V输入电压工作范围
  • 可耐受25V的输入电压
  • 可配置的电池调节电压，精度为0.5%，范围为3.6V至4.65V，阶跃为10mV
  • 5mA至800mA的可配置快速充电电流
  • 电池FET导通电阻：55mΩ
  • 高达2.5A的放电电流，支持高系统负载
  • 可配置的终止电流，支持低至0.5mA
  • 可配置的NTC充电曲线阈值，包括JEITA支持
  • 电源周期和高级复位机制，用于恢复系统
• 电源路径管理，用于系统供电和电池充电
  • 稳定系统电压 (SYS) 范围为4.4V至4.9V，此外还具有电池电压跟踪功能和输入直通选项
  • 可配置的输入电流限制
  • 用于系统的可选适配器或电池电源
  • 动态电源路径管理可以对通过弱适配器充电进行优化
• 超低静态电流模式
  • 30nA关断模式
  • 运输模式下为5µA，支持按钮唤醒
  • 仅电池模式下为4µA
  • 休眠模式下输入适配器Iq为45µA
• 单按钮唤醒和复位输入
• 集成故障保护
  • 输入过压保护 (V IN_OVP )
  • 电池欠压保护 (V BUVLO )
  • 电池短路保护 (BATSC)
  • 电池过流保护 (BATOCP)
  • 输入电流限制保护 (ILIM)
  • 热调节 (TREG) 和热关断 (TSHUTDOWN)
  • 电池热故障保护 (TS)
  • 看门狗和安全定时器故障
  • 系统短路保护
  • 系统过压保护

简化示意图

BQ21080线性电池充电器IC技术解析与应用指南

一、产品概述

BQ21080是德州仪器(TI)推出的一款I2C控制、单节锂电池线性充电器IC，集成了电源路径管理和船运模式(Ship Mode)功能。该器件采用8球芯片级封装(DSBGA)，尺寸仅1.6mm x 1.1mm，专为空间受限的便携式设备设计。

‌主要特点‌：

• 800mA功率路径线性电池充电器
• 3.0V至5.9V输入电压工作范围，优化用于电池间充电和USB适配器
• 25V耐受输入电压
• 可配置电池调节电压，3.6V至4.65V范围内精度±0.5%(10mV步进)
• 5mA至800mA可配置快速充电电流
• 55mΩ电池FET导通电阻
• 支持高达2.5A的放电电流以满足高系统负载

二、关键特性详解

1. 电源路径管理

BQ21080采用先进的电源路径架构，可在为系统供电的同时对电池充电。其动态电源路径管理功能可优化弱适配器下的充电效率，确保系统负载优先。

‌系统电压调节‌支持多种模式：

• 电池跟踪模式(VBAT + 225mV)
• 固定电压模式(4.4V至4.9V)
• 直通模式(SYS电压等于VIN)

2. 超低静态电流

器件在多种模式下实现极低功耗：

• 30nA关机模式
• 3.2μA船运模式(带按钮唤醒)
• 4μA纯电池模式
• 45μA睡眠模式输入静态电流

3. 集成保护功能

BQ21080提供全面的保护机制：

• 输入过压保护(VIN_OVP)
• 电池欠压保护(VBUVLO)
• 电池短路保护(BATSC)
• 电池过流保护(BATOCP)
• 输入电流限制保护(ILIM)
• 热调节(TREG)和热关断(TSHUT)
• 电池热故障保护(TS)
• 看门狗和安全定时器故障
• 系统短路保护
• 系统过压保护

三、典型应用

1. 目标应用领域

• TWS耳机及充电盒
• 智能眼镜、AR和VR设备
• 智能手表及其他可穿戴设备
• 零售自动化和支付终端
• 楼宇自动化系统

2. 充电过程控制

BQ21080采用标准Li-ion或LiFePO4充电曲线，包含三个阶段：

1. ‌预充电‌：当VBAT < VLOWV时，以预设的预充电电流充电
2. ‌恒流充电‌：VBAT > VLOWV后，以设定的ICHG电流充电
3. ‌恒压充电‌：接近目标电压时，电流逐渐减小直至终止

‌充电终止条件‌：

• 充电电流降至设定的终止电流(ITERM)
• 安全定时器超时
• 热关断触发

四、寄存器配置与I2C接口

BQ21080通过I2C接口(7位地址0x6A)提供全面的可编程性，支持标准模式(100kbps)和快速模式(400kbps)。

‌关键配置寄存器‌：

1. ‌VBAT_CTRL‌：设置电池调节电压(3.5V-4.65V)
2. ‌ICHG_CTRL‌：配置充电电流(5mA-800mA)
3. ‌CHARGECTRL0‌：预充电/终止电流设置
4. ‌SYS_REG‌：系统电压调节模式选择
5. ‌TS_CONTROL‌：温度监控阈值配置

五、设计注意事项

1. 布局建议

• 输入/输出电容应选用低ESR陶瓷电容(X7R/X5R)
• IN、SYS和BAT引脚的高电流路径需适当布线以避免压降
• NTC接地应尽可能靠近器件GND引脚

2. 热管理

器件功耗计算公式：
PDISS = PSYS + PBAT = (VIN - VSYS)*IIN + (VSYS - VBAT)*IBAT

结温估算：
TJ = TA + θJA * PDISS
需确保系统功耗在器件限制范围内。