LED狀態指示電池充電器電路設計

接到了一個設計電池充電器的任務。我決定使用德州儀器 (TI) 的 BQ2000TSN，因為它在電池化學方面具有多功能性。就我而言，電池充電器用于為鋰離子電池組充電。

BQ2000 在引腳 3 上有一個開漏 N 溝道 LED 輸出，可與 LED 一起用作充電狀態指示器。簡而言之，不同的模式是：

• 高阻抗，快速充電周期結束（內部 FET 不導通）
• 低速充電（內部 FET 導通）
• 1 Hz 閃光，故障情況，例如溫度過高

我參考 BQ2000 的數據表以獲得更詳細的描述。

最簡單的方法是將一個 LED 連接到引腳 3 以進行狀態指示。但對我來說，有兩個 LED 會更合乎邏輯：一個是綠色，表示充電過程已成功結束；和一個紅色 LED，指示正在充電和故障模式。

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我需要一個便宜的電路，所以我決定建立一個分立電路來完成這項工作。圖 1描述了電池充電器的 LED 電路。

圖 1電池充電器的 LED 電路。

電池充電器電路已被移除，以便于解釋。電路的每個狀態描述如下：

狀態 1：? LED引腳輸出 BQ2000 高阻抗。

Q2 不會導通，因為柵極輸入通過 R7 被拉低。+5V 將通過 R4 施加到 R2 和 R3 的橫截面，導致 D2 保持關閉，因為 D2 和 R2 上的壓降太低。Q1 將導通，因為 +5V 將通過 R3 在柵極上可用，從而導致 D1 點亮。C4 不會被充電，因為 C7 用作隔直電容器。

狀態 2：? LED引腳輸出 BQ2000 低阻抗。

R2 通過 BQ2000 的引腳 3 被拉低，導致 D2 亮起。Q1 將不再導通，因為柵極通過電阻 R3 被拉低，導致 D1 熄滅。

狀態 3：? LED引腳輸出 BQ2000 1 Hz 閃爍。

圖 2顯示了 BQ2000 引腳 3 處 1Hz 信號的屏幕截圖。C7 將傳導阻塞波信號，使 C4 通過二極管 D7 充電。一旦 C4 的充電電壓達到 Q2 的柵源閾值電壓，Q2 就開始導通。這將導致 Q1 的柵極通過 Q2 下拉。D1 將熄滅，因為 Q1 不再導通。

圖 2 BQ2000 引腳 3 處的 1Hz 信號。

C4 將在每個低到高的側面充電，然后放電。因此，重要的是 C4 上的電壓將保持高于 Q2 的柵源閾值電壓。否則 D1 也會閃爍。這將通過 C4 和 R7 的 RC 時間 t=R*C 來處理。

在 R2 和 R3 的交叉點部分，塊波信號也可用，導致 D2 以 1 Hz 的頻率閃爍。

請注意，R4 和 R3 在 1 Hz 信號的高電平時間配置為分壓器，引腳 3 為高阻抗：

在這種情況下，D2 和 R2 上的壓降為 5V-4.76V=0.24V，這不足以點亮 D2。

當 1 Hz 信號為低電平時，需要 D8 為 C7 充電。如果沒有 D8，1 Hz 信號的極性將轉換為負信號。

我注意到當沒有電池連接到充電器時會出現第四種模式。圖 3顯示了在 BQ2000 的引腳 3 處測得的信號。

圖 3在 BQ2000 的引腳 3 處測得的信號。

它是一個脈沖信號，高 10.5 秒，低 500 毫秒。也許我錯過了一些東西，但我無法在 BQ2000 的數據表中找到它。為了完整起見，我決定提及它。選擇 C4 和 R7 的方式是，LED D2 也會以該頻率閃爍，以便用戶可以注意到是否連接了電池。