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‌BQ77207电压与温度保护器技术解析与应用指南

科技观察员 2025-09-24 13:55 次阅读
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Texas Instruments bq77207电压和温度保护器提供各种电压和温度监控。这其中包括过压 (OVP)、欠压 (UVP)、开路 (OW) 和过热 (OT) 保护,保护锂离子电池组系统。独立监控每个电池是否存在过压、欠压和开路情况。通过添加外部NTC或PTC热敏电阻,该器件可检测过热条件。

数据手册:*附件:Texas Instruments bq77207电压和温度保护器数据手册.pdf

在Texas Instruments bq77207中,内部延迟定时器在检测到过压、欠压、开路或过热情况时启动。在延迟定时器超时时,各自输出被触发进入其激活状态(根据配置的不同为高电平或低电平)。

如果检测到过压故障,则触发COUT引脚;如果检测到欠压故障,则触发DOUT引脚。如果检测到过热或开路故障,则同时触发DOUT和COUT引脚。bq77207器件具有客户测试模式 (CTM),延迟时间大大缩短,实现更快生产线测试。

特性

  • 3节至7节串联电池保护
  • 高准确度过压保护
    • ±10mV(25°C时)
    • ±20mV(0°C至60°C)
  • 过压保护选项:3.55V至5.1V
  • 欠压保护,选项范围为1.0V至3.5V
  • 开路连接检测
  • 使用NTC或PTC进行过热保护
  • 随机电池连接
  • 支持功能安全
  • 固定内部延迟定时器
  • 固定检测阈值
  • 固定输出驱动类型,用于每个COUT和DOUT引脚
    • 高电平有效或低电平有效
    • 高电平有效驱动达6V
    • 开漏,能够从外部上拉至VDD
  • 低功耗IC ≈1µA(VCELL(ALL) < V OV
  • 每节电池输入的低漏电流 < 100nA,禁用开路检测
  • 封装尺寸选项
    • 12引脚WSON,0.5mm引线脚距

功能框图

1.png

BQ77207电压与温度保护器技术解析与应用指南


一、产品概述

BQ77207‌是德州仪器(TI)推出的专为3-7串锂离子电池组设计的电压与温度保护芯片,集成高精度监控、多重保护机制及灵活配置功能,适用于电动工具、轻型电动车、UPS备用电源等场景。其核心特性包括:

  • 电压保护‌:±10mV精度的过压(OVP)/欠压(UVP)检测,阈值范围分别为3.55V–5.1V和1.0V–3.5V。
  • 温度保护‌:支持NTC/PTC热敏电阻,可编程过温(OT)阈值(62°C–83°C)。
  • 其他功能‌:开线检测(OW)、内部固定延时定时器(0.25s–4s)、低功耗设计(静态电流1μA)。

二、关键技术与功能详解

1. 电压监测机制

  • 独立通道设计‌:每节电池单独监测OVP/UVP,避免单节异常影响整体系统。
  • 迟滞恢复‌:OVP恢复阈值为VOV - VOV_HYS(典型值50mV或100mV),防止频繁误触发。
  • 开线检测‌:通过周期性下拉电流(50μA/128ms)检测连接异常,触发后同时激活COUT与DOUT。

2. 温度保护实现

  • NTC/PTC接口‌:TS引脚外接热敏电阻,内部20kΩ上拉电阻分压检测温度。
  • 精度保障‌:OT检测误差±5°C(需外部电阻精度±2%),支持迟滞恢复(如10°C)。

3. 输出驱动配置

  • 灵活输出模式‌:
    • COUT‌:响应OVP/OW/OT,可配置为高电平有效(6V驱动)或开漏输出。
    • DOUT‌:响应UVP/OW/OT,驱动方式同COUT。
  • 故障联动逻辑‌:OT或OW故障会同时触发两路输出,增强系统保护响应。

三、典型应用设计

1. 电路设计要点

  • 输入滤波‌:推荐RIN=1kΩ+CIN=0.1μF组成RC滤波器,确保电压采样稳定。
  • 电源处理‌:RVD≥100Ω+CVD≥0.1μF抑制VDD噪声。
  • 输出驱动‌:若控制MOSFET,需根据Active High/Low配置匹配上拉电阻(如100kΩ)。

2. 与BQ769x2的协同方案

  • 架构示例‌:BQ77207作为二级保护器,COUT/DOUT连接主控MCU或直接驱动充放电MOSFET(图8-4)。
  • 注意事项‌:
    • 主控芯片的ADC采样可能干扰开线检测,需调整BQ769x2的LOOPSLOW寄存器0x11
    • 禁用未使用的保护功能(如OW)以简化设计。

四、客户测试与生产优化

1. 客户测试模式(CTM)

  • 快速验证‌:提升VDD至V7+VCTM(典型12V–13V),将故障延时缩短至50ms,加速产线测试。
  • 安全限制‌:需确保各引脚电压不超过绝对最大值(如VDD≤45V)。

2. 布局建议

  • 紧凑布线‌:RC滤波器靠近芯片引脚,VSS直接连接电池负极(图10-1)。
  • 热管理‌:芯片结温需控制在-40°C至110°C,PCB散热设计参考热阻参数(RθJA=67.3°C/W)。

五、选型与扩展

  • 型号差异‌:BQ77207提供多款衍生型号(如BQ7720700–BQ7720705),主要区别在于OVP/UVP阈值、延时时间及输出驱动类型(详见设备对比表)。
  • 未来扩展‌:TI支持定制化选项(如特定OT阈值),需通过官方渠道联系。
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