【導讀】近年來

，隨著智能手機
、平板電腦等消費電子終端對電池電量需求的不斷增長，消費者對電子產品充電速度、充電體驗的需求也在不斷提高。針對大容量鋰電池的高效率、高功率充電應用
，TI推出了以BQ25980為代表的開關電容架構快速充電芯片，可以實現高達98.6%效率的快速充電方案，為消費者帶來快速穩定、高效易用的充電體驗。

在BQ25980的實際應用中，如圖一所示，通常需要搭配使用傳統的電感型充電芯片（如BQ2579x係列）
，組成主、副配合的快速充電係統。其中
，作為主充電芯片的BQ2579x負責完成充電協議的基本檢測
、電池的預充電
、涓流充電與截止充電等階段，並結合電源路徑管理功能為係統負載提供穩定的供電；而作為副充芯片的BQ25980負責在電池的恒流充電、恒壓充電等階段實現高效率、大功率的快速充電。

圖1. BQ25980的典型應用方案

為了實現對快充係統和芯片運行的狀態監測與可靠保護，BQ25980芯片中集成有高達16位的模數轉換（ADC）電路
，可以用來實時讀取充電芯片的工作電壓、電流
、芯片結溫及電芯溫度等重要參數。其中，關於工作電流的采樣測量
，由於采樣電路原理的不同，BQ25980針對充電輸出電流（IBAT）的測量精度與母線輸入電流（IBUS）的測量精度存在一定的差異；具體的如下表所示：

可見
，就BQ25980的電流檢測功能而言，IBAT_ADC比IBUS_ADC具ju有you更geng高gao的de采cai樣yang測ce量liang精jing度du。進jin一yi步bu地di，考kao慮lv到dao在zai實shi際ji的de充chong電dian係xi統tong中zhong，針zhen對dui電dian池chi充chong電dian電dian流liu的de精jing確que測ce量liang與yu監jian控kong保bao護hu通tong常chang由you高gao性xing能neng的de電dian量liang計ji芯xin片pian（如BQ28Z610）來負責，不需要依靠充電芯片的IBAT_ADC來實現；因此
，在特定的應用中

，我們可以巧妙地利用IBAT_ADC及其采樣電路的相關資源來進行BQ25980的母線輸入電流IBUS的采樣與測量，從而顯著地提高BQ25980輸入電流的檢測精度；同tong時shi，由you於yu開kai關guan電dian容rong拓tuo撲pu穩wen定ding工gong作zuo時shi
，輸shu入ru端duan的de電dian流liu僅jin為wei輸shu出chu端duan的de一yi半ban左zuo右you，將jiang電dian流liu采cai樣yang電dian阻zu轉zhuan移yi到dao輸shu入ru端duan還hai可ke以yi在zai一yi定ding程cheng度du上shang降jiang低di電dian阻zu的de熱re損sun耗hao。具ju體ti的de應ying用yong方fang法fa如ru圖tu2所示。

圖2. 高精度的BQ25980輸入電流檢測方案

如圖
，為了使用IBAT的采樣電路（低邊采樣）測量BQ25980的母線輸入電流，需要將高精度的電流采樣電阻Rsense 串聯（2mΩ或5mΩ）至BQ25980的輸入端低邊側
，並將Rsense電阻兩端分別連接至芯片的SRP和SRN引腳（分別為電流傳感采樣的正負輸入引腳）。其中，采樣電阻Rsense選用2mΩ時，使用IBAT_ADC讀取電流的分辨率可以達LSB=1mA。

完成硬件連接後
，可通過I2C指令讀寫BQ25980的寄存器；正確配置和使能芯片的ADC功能後
，即可通過讀取0x31h寄存器獲得IBAT_ADC的取值，得到BQ25980的母線輸入電流。

進一步地
，可以基於BQ25980的EVM板對該電流檢測方法進行驗證實驗。具體的測試方案如圖3所示。

圖3. BQ25980輸入電流檢測方案驗證實驗

基於BQ25980的EVM板，將電流采樣電阻及其傳感電路置換至輸入側
；使用直流程控電源作為輸入電源
，並在輸入回路中串聯高精度的萬用表測量輸入電流。通過EV2400接口板將BQ25980的EVM板連接至電腦，進而使用上位機軟件bqStudio實現對BQ25980的寄存器讀寫與監控。

係統上電後，參考文檔“BQ25980EVM (BMS040) Evaluation Module User Guide”的說明將BQ25980配置為開關電容型充電模式後
，逐漸調整程控電源的直流電壓，觀察記錄萬用表上測量得到的輸入電流讀數；同時，使能BQ25980的ADC功能

，觀察0x25h寄存器（IBUS_ADC）和0x31h寄存器（IBAT_ADC）的取值及其對應電流值讀數的變化；實驗重複共計三次，取平均值並整理記錄如下表所示。其中，I_IN為萬用表測得的電流讀數，I_Read1為IBUS_ADC測得的電流讀數，I_Read2為IBAT_ADC測得的電流讀數；Error1和Error2分別為I_Read1和I_Read2偏離I_IN值的相對誤差。

可見，盡管使用IBUS_ADC和IBAT_ADC均能夠實現對BQ25980輸入電流的采集與測量
，但兩種方法的測量精度存在一定程度的差異。下圖提供了兩種方法測量誤差的進一步對比。

圖4. BQ25980輸入電流檢測誤差對比圖

觀察上圖可以看出，針對BQ25980的輸入電流檢測，在0.5A~4A的測試範圍內，本文提出的IBAT_ADC檢測方法的誤差表現優於IBUS_ADC測量方法。具體的，就本實驗而言，采用IBAT_ADC方法的測量誤差可以基本控製在1.5%以內；而采用IBUS_ADC直接測量輸入電流的誤差僅能控製在3.5%以內。

綜上所述，本文提出的基於IBAT_ADC的BQ25980輸入電流的檢測方法可以顯著改善芯片輸入電流的檢測精度，為係統設計和實際應用提供方便。

參考文獻：

Texas Instruments, BQ25980 Datasheet

Texas Instruments, BQ25980EVM (BMS040) Evaluation Module User Guide

Texas Instruments, 具有高效率電荷泵（Charge Pump Charger）充電係統介紹

Texas Instruments, How to use the BQ25970 for Flash Charging

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