充电监控显示集成块bq2007

    摘要：bq2007是benchmarq公司生产的新型充电监控显示模块。使用bq2007可以构成功能完善的Ni-Cd，NiMH和Li+离子电池充电器，并具有灵活的充电控制方式，可显示各种充电状态，并可大范围准确地进行充电监控显示，同时还有完备的安全保护功能。本文介绍了bq2007的功能、显示模式以及在充电监控显示方面的应用。

    关键词：充电  监控  显示  bq2007

1 概述

    快速充电监控模块bq2007为单片CMOS集成块，主要用于设计高质量电池充电器，可实现充电过程监控和充电状态显示。该器件采用电压对比的方法显示电池的当前充电状态，显示范围从10%到90%。有多种充电方式可供选择，充电过程也可选用多种监控方式；具有温度和过电压保护功能。音响报警输出可直接驱动标准的压电发音元件。七个显示输出脚可直接与数码管或液晶显示模块相连接。Bq2007具有DIP和SOIC两种封装形式。

2 管脚功能

    bq2007有24个引脚，其引脚排列如图1所示，各引脚的功能说明见表1所列。

表1 Bq2007引脚功能

放电命令

24

SEGD/DSEL1

输出显示段D/显示选择1

3 bq2007的显示模式

    bq2007的显示包括三个部分；充电状态显示，充电状态监控显示，音响报警输出。

3.1 充电状态显示和音响报警输出

    充电状态显示由两个发光二极管LED1和LED2构成，可组成三种显示模式，在初始化时由输入脚DSEL1和DSEL2的状态确定。如果DSEL1和DSEL2接在Vss上，LED1和LED2将组成一个简单的LED发光系统，LED1用于指示预充电状态（如悬浮充电或放电），LED2指示充电状态（正在充电或充电完成）。如果DSEL1接Vcc而DSEL2接Vss，则两个发光管可组成一个三色LED系统，用以指示放电、正在充电和充电完成；每一个状态有一个颜色指示。当DSEL1接在Vss上，DSEL2接在Vcc上时，两个二极管可用来指示错误信息。表2所列为bq2007的充电状态显示模式。

    音响输出主要用于错误和充电完成指示。它是一个工作周期对称的AC信号，信号电平与标准的压电发音元件兼容。如果插入的电池是损坏的，则音频信号为一个频率为3.5Hz，节拍为1/2秒的持续信号；如果是充电完成，或充电时电池不能在一定的时间内提高到额定的充电阀值电压，则它是一个以1/2秒为周期的高频-低频断续信号，每二秒重复一次，持续时间为9.5～15s。

3.2 充电监控显示

    bq2007有两种监控显示方式：LCD单色七段图形显示和LED数码管显示。两种显示方式由QDSEL脚的输入条件选择。如果QDSEL接至Vcc，器件将选择LED数码管显示方式；QDSEL接至Vss，则器件的输出为LCD七段图形驱动电平。

表2 bq2007充电状态显示模式

    在LED模式下，SEGA-G可选用三段到七段显示，三段使用SEGB，SEGD和SEGF，分别对应30%、60%和90%的充电量；剩余四段可选用代表20%、40%、60%和80%；也可选取全部七段，从20%开始，以10%的增量显示充电量，其电路连接见图2。

    在LCD模式下，SEGA-G输出为经过译码的七段数字信息电平信号，显示的充电量从“0”开始，以10%的增量递加，直到90%的充电量为止。充电完成时显示字母“F”，出现错误信息时的指示是“E”，放电时显示字母“d”。在图形模式下，上述三种状态均没有显示，其电路连接见图3。

4 充电监控

    bq2007的充电监控由DCMD、VSEL、FAST和TM脚的输入状态完成。DCMD用于实现放电控制功能；VSEL、FAST、TM的不同输入状态组合可用来选择充电模式。表3给出了它们之间不同纵使所选取的充电模式。

    充电初始化在系统插入电池或者打开电源开关时进行。插入电池时，首先要进行预放电，这由DCMD脚的输入控制。当一个负脉冲信号加在DCMD脚时，系统将不考虑任何充电条件而开始预放电，这时DIS脚的输出变成高电平，从而驱动一外接电阻对电池放电。注意DCMD脚的内部是上拉至Vcc的，因此不能长期无负载接地。当检测到的电池电压等于放电阀值VEDV时，放电停止，系统开始充电。

    VSEL用于选择终止条件，当VSEL=Vss时，选择-△V关断。在充电过程中，当电池的取样电压低于最大取样电压12mV时，充电终止；如果VSEL=Vcc，终止充电的条件是峰值电压。当检测到的电池电压比最大电池电压小6mV时，充电终止。Bq2007还提供涓流充电功能。涓流充电主要用于补偿电池闲置时的自放电和保护充电系统。插入电池时，如果检测到的电池电压低于设定阀值，bq2007将以涓流形式对电池电。如果在规定的时间内电池电压不能恢复到规定的最小值，bq2007不再对电池充电，并指示“错误”。

5 充电电流的控制

    MOD用来输出控制信号以调节充电电流。Bq2007有一个频率反馈控制环节，其反馈信号为SNS脚上的电压，通常该脚上的电压维持在0.04Vcc到0.05Vcc之间。其电流控制电路如图4所示。

    MOD脚上信号频率的高低依赖于SNS脚上电压的高低。如果SNS脚上的电压低于额定电压（0.04Vcc），则MOD输出的频率变高，驱动电流通过一个电感向电池充电。如果SNS脚上的电压高于0.05Vcc,MOD输出低电平，充电电源将被切断。

表3 输入脚状态对控制状态的影响

    MOD还可用来控制开启外部充电电源，这时不需要检测电压，SNS脚可直接接地。Bq2007是一个功能完善的充电监控显示电路，利用它可组成一个高性能的充电器，亦可用于铅酸电流充电器的指示。