BQ25890 与 BQ25892：基于 MaxCharge™ 技术的 I²C 控制型 5A 快速充电器
面向单节锂离子和锂聚合物电池的 BQ25890 与 BQ25892，是两款集成度极高的开关模式电池充电管理解决方案。这两款器件支持高达 14V 的输入电压范围，能够在 USB2.0、USB3.0 以及多种非标准适配器条件下实现高效的快速充电。
核心特性
- 高效降压充电
- 支持 1.5MHz 开关频率，提供最高 5A 充电电流。
- 在 2A 和 3A 充电电流下，充电效率分别达到 93% 和 91%。
- 优化设计适用于 9V 至 12V 高压输入。
- 低功耗 PFM 模式支持轻载运行。
- USB On-the-Go (OTG) 支持
- 可调输出电压范围为 4.5V 至 5.5V。
- 支持高达 2.4A 输出，工作频率可选 500kHz 或 1.5MHz。
- 在 5V / 1A 输出条件下，升压效率可达 93%。
- 具备精确的断续模式过流保护机制。
- 多模式输入支持
- 输入电压范围为 3.9V 至 14V，兼容 USB 端口及非标准适配器。
- 输入电流限制范围为 100mA 至 3.25A，支持 USB2.0/USB3.0 标准。
- 集成输入功率最大追踪（MPT）功能。
- 支持多种 USB 适配器类型检测（SDP/CDP/DCP）。
- 智能管理功能
- 输入电流优化器（ICO）无需额外适配器即可提升输入功率。
- 集成 IRCOMP 电阻补偿功能，改善电池放电效率。
- 集成 11mΩ 放电 MOSFET，支持高达 9A 放电电流。
- 集成 ADC 模块，支持电压、温度和充电电流监测。
- 电源路径管理 (PPM)
- 支持无电池或深度放电情况下的系统瞬时启动。
- 窄 VDC 电源路径设计，实现类似理想二极管的运行。
- 安全与保护
- 电池温度检测功能，覆盖充电和 OTG 模式。
- 内置热调节及热关断机制。
- 高精度调节
- ±0.5% 充电电压精度。
- ±5% 充电电流精度。
- ±7.5% 输入电流精度。
典型应用
- 智能手机
- 平板电脑
- 便携式网络终端设备
工作原理与系统集成
BQ25890 与 BQ25892 通过集成 MOSFET、电流检测机制及环路补偿电路，显著简化了系统设计。其内置的输入反向阻断 FET（RBFET）、高压侧 FET（HSFET）、低压侧 FET（LSFET）和电池 FET（BATFET），配合自举二极管，实现了完整的电源路径管理。
该器件支持多路输入源，包括 USB 主机端口、USB 充电端口和兼容 USB 的高电压适配器。在 BQ25890 型号中，MaxCharge™ 技术通过 D+/D– 与 DSEL 引脚实现 USB 协议握手，从而控制输入源的识别与切换。
输入电流优化器（ICO）能够在不触发过载的前提下，实时检测输入源的最大功率点，从而提升整体效率。此外，该器件支持高达 2.4A 的输出电流，并能在 4.5V 至 5.5V 范围内调节系统电压，符合 OTG 规范。
电源路径管理 (PPM)
PPM 功能确保在电池电量较低或缺失时系统仍可运行，通过调节系统电压略高于电池电压（但不低于 3.5V），维持关键负载供电。当输入电流或电压达到限值时，PPM 会自动减少充电电流，防止输入源过载。
充电管理
充电过程分为预充电、恒流和恒压三个阶段，系统在无需软件干预的情况下即可完成自动充电循环。当充电电流低于设定阈值时，充电过程将自动终止。一旦检测到电池电压低于再充电阈值，系统将重新启动充电程序。
安全机制与监控
内置多项安全机制，包括电池热敏电阻监控、充电超时保护、过压与过流保护等。当芯片结温超过 120°C（可编程）时，热调节机制将限制充电电流。STAT 引脚用于报告充电状态及异常，PG 引脚（仅 BQ25892）表示电源是否正常。INT 引脚可向主机系统发送即时中断信号。
设备还集成了 7 位 ADC，用于监测 VBUS、BAT、SYS 和 TS 电压，以及充电电流。QON 引脚支持 BATFET 的使能与复位控制，帮助系统从低功耗运输模式中恢复。
封装与物理特性
BQ25890 与 BQ25892 采用 24 引脚 4mm × 4mm 超薄 WQFN 封装，厚度仅为 0.75mm，适合高密度系统集成。
布局建议
为实现最佳性能，建议在 PCB 设计中采取以下布局策略：
- 输入电容应尽可能靠近 PMID 与 GND 引脚，减少铜走线长度。
- 电感器应紧邻 SW 引脚，走线应尽量短，以降低寄生电感和辐射。
- 输出电容应布置在电感器与 IC 附近，确保接地连接短且稳固。
- 模拟地与电源地应分别布线，并在 IC 下方单点连接。
- 所有去耦电容应靠近 IC 引脚，走线长度最小。
- IC 背面裸露焊盘应焊接至 PCB 接地层，并确保足够的热过孔以增强散热。
进一步的 PCB 设计参考可查阅 EVM 示例及 QFN/SON 封装应用报告。