罗姆电池管理解决方案评估板“REFLVBMS001-EVK-001” 深度评测-上篇

※文章转载自电源网,作者为r7XjIKq6

NB-IoT是构建物联网的一个重要分支,广泛应用于智慧电表,智能家居,门磁系统等场合。以上应用场合很多情况下设备处于待机状态,要求系统具有极低的待机功耗达到10年电池寿命,这对供电电源管理芯片待机功耗要求极高。

ROHM的Nano Enegy技术具有超高效率和超低代理功耗特点,待机静态电流可以达到180nA, 非常适用于该NB-IoT模组供电需求,另外BD70522GUL尺寸仅为1.76×1.56mm可以降低PCB总面积。

有幸拿到ROHM的电池管理评估板REFLVBMS001-EVK-001,下面是对该评估板的介绍和测试,主要是针对低Iq BUCK芯片BD70522GUL进行测试评估。

1. 系统构成

可以看到该系统板由一个充电管理芯片BD71631QWZ+低Iq BUCK芯片BD70522GUL+ 电压检测(复位)芯片BD5230NVX+一片极薄(0.45mm厚)锂电池构成。

■ 充电管理芯片BD71631QWZ

其中BD71631QWZ用于对锂电池进行充电控制,从手册中看到芯片控制充电过程分为三个阶段:

• 首先会以0.5倍设定充电电流对电池进行恒流预充电直到电压达到设定的预充电阈值VPRE;
• 当电池电压达到预充电阈值时芯片以1倍设定电流恒流充电;
• 当电池电压达到电池设定电压值时,芯片进入恒压充电模式减小充电电流对电池进行保护。

■ 低Iq BUCK芯片BD70522GUL

▪ 这颗芯片主打低Iq,从手册上看工作静态电流Typ值仅为180nA,关机电流为50nA,这个电流级别测试对设备精度也提出了很高的要求,后面打算使用6位半精度设备对其进行测试;
• 另外看到该IC采用COT(constant on time)控制方式以提高动态响应速度;后面会测试动态跳变来看下这颗IC的响应速度表现;

■ 电压检测(复位)芯片BD5230NVX

• 这颗芯片主要用来检测电池电压,防止锂电池过放损伤;
• 值得一提的是这颗芯片非常小,只有W(Typ) x D(Typ) x H(Max)=1.00 mm x 1.00 mm x 0.60 mm,对手工焊接提出了很高要求,后面测试buck IC的静态电流时会把这颗芯片拿掉。

■ EnerCera 锂电池EC382704P-C

这个锂电池4.3V满电容量有27mAh,另外电池超薄只有0.45mm厚,可以进行弯曲,官网给出了一幅图片,可以用于贴在酒瓶表面进行电子标签供电。

2. 测试篇

■ Battery供电开机

首先测试一下电池供电系统上电时序,这里用电源供电代替锂电池(记得先把锂电池拆下来哦)
CH1: VIN, 电源输入电压模拟锂电池供电;
CH2: EN, BUCK的使能端也是Reset IC的输出端;
CH3: SW, BUCK开关节点SW波形;
CH4: Vout波形;
CH5: PG信号;

整个上电过程为:CH1电池电压VIN上电达到3.1V时->CH2 Reset芯片输出高即buck EN置高->delay 大约5ms后buck IC软启动开机,软启动时间大约为2.4ms->软启动结束,Vout输出正常PG信号输出高电平.

PG:Power Good信号,用来指示BUCK IC是否输出正常,内部是Open Drain结构,需要上拉。

■ Battery供电关机

同样用电源模拟锂电池供电关机,可以看到当VIN下降到2.975V时Reset芯片输出低将BUCK EN拉低,BUCK开始关机,Vout下降。(该波形为空载测试,buck处于burst模式,所以SW会有很长一段时间为高)

上篇内容介绍到这里,下篇将针对BUCK芯片进行更深入的评测分析,尽请期待!

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