कंपनी ब्लॉग के बारे में TI BQ24250 उच्च एकीकृत सिंगल-सेल ली-आयन बैटरी चार्जर पावर-पाथ प्रबंधन के साथ

शेन्ज़ेन मिंगजियाडा इलेक्ट्रॉनिक्स कंपनी लिमिटेड TI BQ24250 की आपूर्ति करती है, जो पावर पथ प्रबंधन कार्यक्षमता के साथ एक उच्च एकीकृत एकल-सेल लिथियम-आयन बैटरी चार्जर है।

BQ24250 टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स (TI) द्वारा लॉन्च किया गया एक अत्यधिक एकीकृत सिंगल-सेल लिथियम-आयन/लिथियम-पॉलीमर स्विच-मोड चार्जर है, जिसे विशेष रूप से पोर्टेबल, लघु इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए डिज़ाइन किया गया है। चिप एक सिंक्रोनस बक चार्जिंग आर्किटेक्चर, एक बुद्धिमान पावर पथ प्रबंधन प्रणाली, मल्टी-स्टेज चार्जिंग नियंत्रण और सुरक्षा सुरक्षा सर्किट का एक व्यापक सेट एकीकृत करता है। यह अतिरिक्त जटिल परिधीय सर्किट की आवश्यकता के बिना एकल-सेल लिथियम बैटरी और सिस्टम बिजली आपूर्ति स्विचिंग की सुरक्षित और कुशल चार्जिंग को सक्षम बनाता है। यह सीमित स्थान और बिजली आपूर्ति स्थिरता के लिए उच्च आवश्यकताओं वाले पोर्टेबल उपकरणों के लिए बिल्कुल उपयुक्त है, जो इसे उपभोक्ता पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के लिए मुख्यधारा चार्जिंग प्रबंधन समाधान बनाता है।

I. BQ24250 की मुख्य स्थिति और मौलिक लाभ
BQ24250 समर्पित चार्ज प्रबंधन IC की BQ2425x श्रृंखला का हिस्सा है। एकल-इनपुट बिजली आपूर्ति डिज़ाइन की विशेषता के साथ, यह यूएसबी पोर्ट और एसी मेन एडाप्टर सहित विभिन्न मानक बिजली इनपुट के साथ संगत है, और बिजली की खपत नियंत्रण के साथ चार्जिंग दक्षता को संतुलित करते हुए, 2A की अधिकतम चार्जिंग धारा का समर्थन करता है। पारंपरिक असतत चार्जिंग समाधानों की तुलना में, चिप का मुख्य लाभ इसके उच्च स्तर के एकीकरण और स्वतंत्र पावर पथ प्रबंधन वास्तुकला में निहित है, जो पारंपरिक चार्जर के समस्या बिंदु को पूरी तरह से हल करता है जहां 'बैटरी सिस्टम लोड पर प्राथमिकता लेती है'। साथ ही, यह पीसीबी लेआउट को सरल बनाता है, हार्डवेयर विकास लागत को कम करता है और तैयार डिवाइस की बिजली खपत को कम करता है।

BQ24250 1.5 मेगाहर्ट्ज की निश्चित स्विचिंग आवृत्ति पर काम करता है और इसे पतले और हल्के पोर्टेबल उपकरणों की संरचनात्मक डिजाइन आवश्यकताओं को पूरा करते हुए अल्ट्रा-थिन 1.2 मिमी इंडक्टर्स के साथ जोड़ा जा सकता है। यह एक स्वतंत्र I²C संचार इंटरफ़ेस का समर्थन करता है, जो चार्जिंग मापदंडों के प्रोग्रामयोग्य कॉन्फ़िगरेशन और ऑपरेटिंग स्थिति की वास्तविक समय रिपोर्टिंग को सक्षम करता है, जिससे स्मार्ट उपकरणों की सटीक पावर प्रबंधन आवश्यकताओं को पूरा किया जाता है। यह एक स्टैंडअलोन ऑपरेटिंग मोड का भी समर्थन करता है, जो होस्ट नियंत्रक की आवश्यकता के बिना बुनियादी संचालन की अनुमति देता है, जिससे यह सरल और स्मार्ट डिवाइस अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए उपयुक्त हो जाता है।

द्वितीय. BQ24250 के प्रमुख हार्डवेयर कार्य और मुख्य पैरामीटर

2.1 लचीला इनपुट वर्तमान रेंज कॉन्फ़िगरेशन
BQ24250 एकाधिक इनपुट वर्तमान सीमा सीमाओं के बीच स्विचिंग का समर्थन करता है। हार्डवेयर कॉन्फ़िगरेशन या I²C प्रोग्रामिंग के माध्यम से, इसे 100mA, 500mA, 900mA, 1.5A और 2A पर सेट किया जा सकता है। यह यूएसबी 2.0, यूएसबी 3.0 और मानक एडाप्टर जैसे विभिन्न क्षमताओं के पावर इनपुट के साथ पूरी तरह से संगत है, और इनपुट अधिभार और आपूर्ति अस्थिरता को रोकने के लिए स्वचालित रूप से पावर स्रोत के आउटपुट को अनुकूलित करता है। यह कम-शक्ति एडाप्टर का भी समर्थन करता है, जिससे डिवाइस सहायक उपकरण की लागत कम हो जाती है।

2.2 उच्च दक्षता सिंक्रोनस बक चार्जिंग आर्किटेक्चर
चिप एक सिंक्रोनस स्विचिंग बक चार्जिंग टोपोलॉजी का उपयोग करती है। रैखिक चार्जिंग समाधानों की तुलना में, यह चार्जिंग के दौरान गर्मी अपव्यय को काफी कम कर देता है और उच्च-वोल्टेज इनपुट को कम-वोल्टेज चार्जिंग में परिवर्तित करते समय रूपांतरण दक्षता में काफी सुधार करता है। यह डिवाइस के तापमान में वृद्धि को प्रभावी ढंग से कम करता है और समग्र सिस्टम स्थिरता को बढ़ाता है। चार्जिंग वोल्टेज सटीक रूप से एकल-सेल लिथियम-आयन बैटरी के लिए मानक के अनुरूप है, उच्च वोल्टेज विनियमन सटीकता के साथ, बैटरी के चक्र जीवन को सुनिश्चित करते हुए ओवरचार्जिंग और अंडरचार्जिंग को प्रभावी ढंग से रोकता है।

2.3 अल्ट्रा-लो पावर खपत ऑपरेशन
चिप में कम-पावर स्लीप मोड शामिल है; जब डिवाइस चार्ज नहीं हो रहा है या कोई लोड नहीं है, तो यह स्वचालित रूप से कम-पावर स्टैंडबाय स्थिति में प्रवेश करता है। बेहद कम स्थैतिक बिजली की खपत के साथ, यह निष्क्रियता की अवधि के दौरान बैटरी सेल्फ-डिस्चार्ज को प्रभावी ढंग से कम कर देता है, जिससे डिवाइस की स्टैंडबाय बैटरी जीवन बढ़ जाता है। यह इसे कम-शक्ति, लंबे समय तक चलने वाले उपकरणों जैसे पहनने योग्य उपकरणों और पोर्टेबल परीक्षण उपकरणों के लिए उपयुक्त बनाता है।

तृतीय. BQ24250 का मुख्य कार्य: इंटेलिजेंट पावर पाथ मैनेजमेंट (NVDC आर्किटेक्चर)
पावर पथ प्रबंधन BQ24250 की सबसे विशिष्ट विशेषता है। नैरो वोल्टेज डीसी कंट्रोल (एनवीडीसी) आर्किटेक्चर का उपयोग करते हुए और डायनेमिक पावर पाथ मैनेजमेंट (डीपीपीएम) सर्किट को शामिल करते हुए, यह इनपुट पावर सप्लाई, बैटरी और सिस्टम लोड के बीच डायनेमिक पावर आवंटन प्राप्त करने के लिए बिजली आपूर्ति पथों को बुद्धिमानी से स्विच करता है, जिससे पोर्टेबल उपकरणों के पावर सप्लाई लॉजिक को पूरी तरह से अनुकूलित किया जाता है।

3.1 बैटरी-रहित या गहराई से डिस्चार्ज स्थितियों में तत्काल पावर-ऑन फ़ंक्शन
जब बैटरी गहराई से डिस्चार्ज हो जाती है या अनुपस्थित होती है, तो पारंपरिक चार्जिंग चिप्स सिस्टम लोड को बिजली की आपूर्ति करने में असमर्थ होते हैं, जिससे डिवाइस चालू नहीं हो पाता है। इसके विपरीत, BQ24250 का पावर पाथ आर्किटेक्चर बैटरी की अनुपस्थिति में या जब बैटरी बहुत अधिक डिस्चार्ज हो जाती है तब भी तत्काल स्टार्ट-अप को सक्षम बनाता है। बाहरी पावर स्रोत से कनेक्ट होने पर, इनपुट पावर बैटरी की आवश्यकता के बिना सीधे सिस्टम लोड की आपूर्ति करती है, जो डिवाइस के परिचालन लचीलेपन को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाती है और इसे डिवाइस डिबगिंग, आपातकालीन उपयोग और बैटरी प्रतिस्थापन जैसे परिदृश्यों के लिए उपयुक्त बनाती है।

3.2 गतिशील पावर आवंटन और बैटरी रिचार्जिंग
चिप में अंतर्निहित वास्तविक समय वर्तमान और वोल्टेज मॉनिटरिंग सर्किट शामिल हैं जो इनपुट बिजली आपूर्ति की आउटपुट क्षमता और सिस्टम लोड की बिजली खपत की लगातार निगरानी करते हैं। जब तात्कालिक पीक लोड इनपुट बिजली आपूर्ति की आपूर्ति क्षमता से अधिक हो जाता है, तो पावर पथ प्रबंधन प्रणाली स्वचालित रूप से बैटरी रिचार्जिंग मोड को ट्रिगर करती है, जिससे बैटरी सिस्टम को बिजली देने के लिए इनपुट बिजली आपूर्ति के साथ मिलकर काम करती है। यह पूर्ण लोड पर डिवाइस के स्थिर संचालन को सुनिश्चित करता है और तात्कालिक बिजली खपत शिखर के कारण डिवाइस रीबूट या क्रैश जैसी समस्याओं को रोकता है।

इसके विपरीत, जब इनपुट बिजली की आपूर्ति पर्याप्त होती है, तो सिस्टम बाहरी स्रोत से बिजली को प्राथमिकता देता है, किसी भी अतिरिक्त बिजली का उपयोग पूरी तरह से बैटरी चार्जिंग के लिए किया जाता है। यह एक साथ बिजली आपूर्ति और चार्जिंग को सक्षम बनाता है, इनपुट पावर के उपयोग को अधिकतम करता है और चार्जिंग और बिजली आपूर्ति दक्षता दोनों को बढ़ाता है। साथ ही, यह तंत्र डिवाइस को कम-वाट क्षमता वाले एडाप्टर के साथ जोड़ने की अनुमति देता है, जिससे डिवाइस के घटकों का समग्र आकार और लागत कम हो जाती है।

3.3 सिस्टम वोल्टेज स्थिरीकरण संरक्षण
चिप वास्तविक समय में सिस्टम आउटपुट वोल्टेज (SYS पिन) की निगरानी करता है। यदि लोड में अचानक परिवर्तन के कारण सिस्टम वोल्टेज न्यूनतम सीमा (VMINSYS) तक गिर जाता है, तो DPPM सर्किट स्वचालित रूप से सिस्टम की बिजली आपूर्ति को प्राथमिकता देने के लिए चार्जिंग करंट को कम कर देता है, ऑपरेटिंग वोल्टेज को स्थिर करता है और डिवाइस के मुख्य नियंत्रक और सेंसर जैसे सटीक घटकों के संचालन को प्रभावित करने से वोल्टेज के उतार-चढ़ाव को रोकता है, जिससे परिचालन स्थिरता में काफी वृद्धि होती है।

चतुर्थ. BQ24250 चार-चरण मानक लिथियम-आयन बैटरी चार्जिंग प्रक्रिया
BQ24250 सिंगल-सेल लिथियम-आयन बैटरी के लिए मानक चार्जिंग लॉजिक का सख्ती से पालन करता है, जिसमें चार चरण शामिल हैं: ट्रिकल चार्जिंग, प्री-चार्जिंग, निरंतर-वर्तमान फास्ट चार्जिंग और निरंतर-वोल्टेज समाप्ति। पूरी प्रक्रिया के दौरान बुद्धिमान नियंत्रण के साथ, यह बैटरी को विभिन्न अवस्थाओं में समायोजित करता है - जिसमें नई, गहराई से डिस्चार्ज की गई और पुरानी कोशिकाएं शामिल हैं - चार्जिंग गति और बैटरी सुरक्षा के बीच संतुलन बनाते हुए।

4.1 ट्रिकल चार्जिंग स्टेज
बेहद कम वोल्टेज वाली या गहराई से डिस्चार्ज हो चुकी बैटरियों के लिए, चिप बैटरी कोशिकाओं को धीरे-धीरे फिर से सक्रिय करने और डिस्चार्ज की गई बैटरियों में सक्रिय सामग्री को बहाल करने के लिए कम-वर्तमान ट्रिकल चार्जिंग शुरू करती है। यह ओवरहीटिंग, सूजन और सीधे हाई-करंट चार्जिंग से होने वाली क्षति जैसी समस्याओं को रोकता है, जिससे बाद में फास्ट चार्जिंग के लिए एक सुरक्षित आधार तैयार होता है।

4.2 प्री-चार्जिंग चरण
एक बार जब बैटरी वोल्टेज दहलीज पर वापस आ जाता है, तो प्री-चार्जिंग चरण शुरू हो जाता है। बैटरी के वोल्टेज और आंतरिक प्रतिरोध को स्थिर करने, सेल वोल्टेज के उतार-चढ़ाव को खत्म करने, निरंतर-वर्तमान फास्ट-चार्जिंग चरण के दौरान असामान्य धाराओं को रोकने और चार्जिंग प्रक्रिया के दौरान एक सुचारू संक्रमण सुनिश्चित करने के लिए चार्जिंग करंट को धीरे-धीरे बढ़ाया जाता है।

4.3 लगातार-वर्तमान फास्ट-चार्जिंग चरण
एक बार जब बैटरी वोल्टेज सामान्य सीमा तक पहुंच जाता है, तो सिस्टम उच्च-वर्तमान निरंतर-वर्तमान चार्जिंग चरण में प्रवेश करता है। बैटरी के चार्ज स्तर को तेजी से बढ़ाने, समग्र चार्जिंग समय को काफी कम करने और उच्च क्षमता वाली लिथियम-आयन बैटरियों की फास्ट-चार्जिंग आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए निर्धारित अधिकतम चार्जिंग करंट पर ऊर्जा की लगातार आपूर्ति की जाती है।

4.4 लगातार-वोल्टेज समाप्ति चरण
जब बैटरी वोल्टेज पूर्ण-चार्ज सीमा तक पहुंचता है, तो सिस्टम निरंतर-वोल्टेज चार्जिंग मोड पर स्विच हो जाता है। जैसे-जैसे बैटरी संतृप्ति तक पहुंचती है, चार्जिंग करंट धीरे-धीरे कम हो जाता है; जब करंट समाप्ति सीमा तक गिर जाता है, तो चार्जिंग स्वचालित रूप से बंद हो जाती है, जिससे ओवरचार्जिंग का जोखिम पूरी तरह खत्म हो जाता है, चार्जिंग बंद-लूप को सटीक रूप से पूरा किया जाता है और बैटरी के चक्र जीवन की रक्षा होती है।

वी. बीक्यू24250 व्यापक सुरक्षा संरक्षण तंत्र
BQ24250 में हार्डवेयर-स्तरीय सुरक्षा सुरक्षा सर्किट का एक पूरा सेट शामिल है, जो बाहरी सहायक सुरक्षा घटकों की आवश्यकता को समाप्त करता है। यह चार्जिंग और बिजली आपूर्ति प्रक्रियाओं के दौरान विभिन्न जोखिमों को व्यापक रूप से कम करता है, डिवाइस और बैटरी दोनों की सुरक्षा बढ़ाता है, और पोर्टेबल उपकरणों के लिए सुरक्षा प्रमाणन मानकों को पूरा करता है। प्रमुख सुरक्षा कार्यों में शामिल हैं:

- ओवरवॉल्टेज सुरक्षा: इनपुट ओवरवॉल्टेज, बैटरी ओवरवॉल्टेज और सिस्टम आउटपुट ओवरवॉल्टेज के खिलाफ ट्रिपल सुरक्षा; सीमा पार होने पर बिजली आपूर्ति और चार्जिंग सर्किट तुरंत डिस्कनेक्ट हो जाते हैं;
- ओवरकरंट सुरक्षा: चिप और परिधीय घटकों को नुकसान पहुंचाने से असामान्य धाराओं को रोकने के लिए इनपुट करंट लिमिटिंग, ओवरकरंट को चार्ज करना और शॉर्ट-सर्किट ओवरकरंट सुरक्षा लोड करना;
- अधिक तापमान से सुरक्षा: अंतर्निहित तापमान निगरानी स्वचालित रूप से बिजली कम कर देती है या चिप जंक्शन तापमान सीमा से अधिक होने पर चार्जिंग बंद कर देती है, और तापमान गिरने पर स्वचालित रूप से संचालन फिर से शुरू हो जाता है;
- शॉर्ट-सर्किट सुरक्षा: सिस्टम लोड या बैटरी पोर्ट में शॉर्ट सर्किट के खिलाफ तात्कालिक बिजली कट-ऑफ सुरक्षा, शॉर्ट सर्किट के कारण आग या घटक क्षति के जोखिम को समाप्त करना;
- चार्जिंग टाइमआउट सुरक्षा: बैटरी के असामान्य स्थिति में फंसने के कारण लंबे समय तक ओवरचार्जिंग या 'फैंटम चार्जिंग' को रोकने के लिए प्रत्येक चार्जिंग चरण के लिए टाइमआउट डिटेक्शन तंत्र मौजूद हैं।

VI. BQ24250 के लिए मुख्य अनुप्रयोग परिदृश्य
उच्च एकीकरण, कॉम्पैक्ट आकार, उच्च स्थिरता और बुद्धिमान पावर प्रबंधन के अपने मुख्य लाभों के लिए धन्यवाद, BQ24250 का व्यापक रूप से एकल-सेल लिथियम बैटरी द्वारा संचालित विभिन्न स्लिम और पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों में उपयोग किया जाता है। विशिष्ट अनुप्रयोगों में शामिल हैं: स्मार्ट पहनने योग्य डिवाइस (फिटनेस ट्रैकर, स्मार्टवॉच), पोर्टेबल टेस्टर, वायरलेस ब्लूटूथ ईयरफोन चार्जिंग केस, छोटे स्मार्ट होम डिवाइस, हैंडहेल्ड उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और पोर्टेबल मेडिकल डिवाइस। यह कॉम्पैक्ट, अत्यधिक स्थिर पोर्टेबल उपकरणों में चार्जिंग प्रबंधन के लिए पसंदीदा चिप है।

सातवीं. BQ24250 का सारांश
एक उच्च-प्रदर्शन एकल-सेल लिथियम-आयन बैटरी चार्ज प्रबंधन आईसी के रूप में, TI BQ24250 में एनवीडीसी बुद्धिमान पावर पथ प्रबंधन को इसके प्रमुख आकर्षण के रूप में पेश किया गया है, जो पारंपरिक चार्जिंग समाधानों से जुड़े उद्योग के दर्द बिंदुओं को संबोधित करता है, जैसे बिजली आपूर्ति और चार्जिंग के बीच संघर्ष, खराब लोड स्थिरता, और बैटरी के बिना बिजली चालू करने में असमर्थता। इसके अलावा, अत्यधिक एकीकृत हार्डवेयर डिज़ाइन, चार-चरण सटीक चार्जिंग लॉजिक, व्यापक सुरक्षा सुरक्षा और प्रोग्राम करने योग्य पैरामीटर कॉन्फ़िगरेशन जैसे लाभों का लाभ उठाते हुए, यह विकास में आसानी, डिवाइस स्थिरता और बैटरी जीवन काल को संतुलित करता है। यह विभिन्न हल्के, बुद्धिमान पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की बिजली आपूर्ति और चार्जिंग आवश्यकताओं के लिए बिल्कुल उपयुक्त है, जो इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों के लिए असाधारण मूल्य प्रदान करता है।