BQ7620B芯片各脚功能详解

一、BQ7620B芯片概述

BQ7620B是德州仪器（Texas Instruments，TI）推出的一款高压电池组前端充放电高侧NFET驱动器芯片，专为多节锂电池组管理设计。该芯片通过驱动高侧N沟道场效应晶体管（NFET），实现对电池组充电和放电过程的精确控制，同时集成预充电P沟道场效应晶体管（PFET）驱动功能，适用于电动自行车、电动工具、储能系统等应用场景。BQ7620B以其低功耗、高集成度和灵活的配置能力，成为电池管理系统（BMS）中的关键组件。本文将详细解析BQ7620B芯片的各引脚功能，涵盖其电气特性、工作模式及典型应用。

二、BQ7620B芯片引脚分布与功能

BQ7620B采用TSSOP-16封装，共包含16个引脚。以下按功能分类详细介绍各引脚的作用：

1. 电源与接地引脚

• VDD（引脚1）：芯片的主电源输入端，供电电压范围为3.5V至8.5V。VDD为内部逻辑电路和驱动电路提供能量，需通过去耦电容（如0.1μF）接地以减少噪声干扰。

• VSS（引脚16）：芯片的地参考端，所有内部电路均以此为基准。VSS需与PCB的地平面紧密连接，确保低阻抗路径。

2. 驱动控制引脚

• CHG_EN（引脚2）：充电使能信号输入端。高电平有效时，允许BQ7620B驱动充电NFET（CHG FET）；低电平则关闭CHG FET。该引脚通常由电池管理系统（BMS）的主控芯片（如MCU）控制，以实现充电过程的动态管理。

• DSG_EN（引脚3）：放电使能信号输入端。高电平有效时，允许BQ7620B驱动放电NFET（DSG FET）；低电平则关闭DSG FET。通过独立控制CHG_EN和DSG_EN，可实现充电与放电的独立保护逻辑。

• PCHG_EN（引脚4）：预充电使能信号输入端。当电池组电压较低（如深度放电后）时，BQ7620B可通过该引脚激活预充电PFET，以限流方式对电池组进行缓慢充电，避免大电流冲击。

3. 电荷泵与驱动输出引脚

• CP_EN（引脚5）：电荷泵使能信号输入端。BQ7620B内置电荷泵电路，用于生成高于VDD的电压以驱动高侧NFET。CP_EN高电平时，电荷泵启动；低电平时关闭，降低静态功耗。

• CHG（引脚6）：充电NFET驱动输出端。输出高电平时，CHG FET导通，允许电流从充电器流向电池组；输出低电平时，CHG FET关闭。

• DSG（引脚7）：放电NFET驱动输出端。输出高电平时，DSG FET导通，允许电流从电池组流向负载；输出低电平时，DSG FET关闭。

• PCHG（引脚8）：预充电PFET驱动输出端。输出高电平时，PFET导通，实现限流预充电功能。

4. 电压监测与反馈引脚

• PACK+（引脚9）：电池组正极电压监测端。通过该引脚，BQ7620B可直接检测电池组的总电压，用于过压、欠压保护及电量估算。

• PACK-（引脚10）：电池组负极参考端。通常与VSS连接，但需注意电气隔离以避免干扰。

• PMON_EN（引脚11）：PACK+电压监测使能端。高电平时，BQ7620B启用PACK+电压监测功能；低电平时关闭。该功能可降低功耗，适用于对实时性要求不高的场景。

• PACKDIV（引脚12）：PACK+电压分压输出端。通过内部电阻分压网络，将PACK+电压按比例缩小后输出，便于外部ADC采样。分压比例由芯片内部设计决定，用户需根据实际需求选择合适的ADC量程。

5. 故障检测与保护引脚

• FAULT（引脚13）：故障标志输出端。当BQ7620B检测到过压、欠压、过流或短路等故障时，FAULT引脚输出低电平信号，通知主控芯片采取保护措施。

• OV_TH（引脚14）：过压保护阈值设置端。通过外部电阻分压网络，可灵活配置过压保护阈值。具体计算公式需参考芯片数据手册。

• UV_TH（引脚15）：欠压保护阈值设置端。与OV_TH类似，通过外部电阻分压网络配置欠压保护阈值。

三、BQ7620B芯片工作模式与典型应用

1. 正常工作模式

在正常工作模式下，BQ7620B根据CHG_EN、DSG_EN和PCHG_EN的电平状态，驱动CHG FET、DSG FET和PFET的导通或关闭，实现电池组的充放电管理。同时，通过PACK+和PACK-引脚实时监测电池组电压，确保其在安全范围内。

2. 预充电模式

当电池组电压低于预充电阈值时，BQ7620B通过PCHG_EN引脚激活预充电PFET，以限流方式对电池组进行缓慢充电。此模式可避免大电流冲击，延长电池寿命。

3. 故障保护模式

当检测到过压、欠压、过流或短路等故障时，BQ7620B立即关闭CHG FET和DSG FET，并通过FAULT引脚输出故障信号。此时，主控芯片需读取FAULT状态，并根据故障类型采取相应的恢复措施。

4. 典型应用电路

BQ7620B通常与电池监控芯片（如BQ76940）和主控芯片（如STM32）配合使用，构成完整的电池管理系统。以下为典型应用电路的关键点：

• 电源设计：VDD需通过去耦电容接地，确保电源稳定性。

• 驱动电路：CHG、DSG和PCHG引脚需通过合适的驱动电阻连接NFET和PFET的栅极，以优化开关速度和功耗。

• 电压监测：PACK+和PACK-引脚需通过低阻抗路径连接电池组，避免电压采样误差。

• 故障处理：FAULT引脚需连接主控芯片的中断输入端，实现快速故障响应。

四、BQ7620B芯片电气特性与注意事项

1. 电气特性

• 工作电压范围：3.5V至8.5V

• 绝对最大电压：100V（PACK+引脚）

• 静态电流：

• 正常模式：40μA

• 关断模式：<10μA

• 驱动能力：

• CHG/DSG/PCHG输出电流：±25mA

• 电荷泵输出电压：VDD+10V（典型值）

2. 注意事项

• PCB布局：

• 高压引脚（如PACK+）与低压引脚需保持足够间距，避免击穿风险。

• 去耦电容需尽可能靠近VDD和VSS引脚。

• 热设计：

• BQ7620B在工作过程中会产生一定热量，需确保PCB有足够的散热路径。

• 避免在高温环境下长时间满负荷运行。

• 电磁兼容性（EMC）：

• 驱动信号线需避免与高速信号线并行布线，减少干扰。

• 必要时可添加磁珠或滤波电路。

五、BQ7620B芯片与其他芯片的对比

1. 与BQ76200的对比

BQ7620B与BQ76200在功能上高度相似，均支持高侧NFET驱动和预充电功能。主要区别在于：

• 封装：BQ7620B采用TSSOP-16封装，体积更小，适合空间受限的应用场景。

• 保护功能：BQ7620B集成了更完善的过压、欠压保护机制，阈值设置更灵活。

2. 与BQ76940的配合

BQ7620B通常与BQ76940电池监控芯片配合使用，前者负责驱动控制，后者负责电压、电流和温度监测。两者通过I2C或SPI接口通信，实现电池组的全面管理。

六、BQ7620B芯片的未来发展趋势

随着锂电池在电动汽车、储能系统等领域的广泛应用，对电池管理系统的要求日益提高。BQ7620B作为关键组件，未来可能向以下方向发展：

• 更高集成度：集成更多保护功能（如热管理、均衡控制），减少外围器件数量。

• 更低功耗：优化电荷泵和驱动电路设计，延长电池续航时间。

• 智能化：支持自适应保护算法，根据电池状态动态调整保护阈值。

七、结论

BQ7620B芯片以其高集成度、低功耗和灵活的配置能力，成为多节锂电池组管理系统的理想选择。本文详细解析了其各引脚的功能、工作模式及典型应用，并提供了电气特性、注意事项和对比分析。通过合理设计PCB布局、优化电源和驱动电路，可充分发挥BQ7620B的性能优势，确保电池组的安全、高效运行。未来，随着技术的不断进步，BQ7620B有望在更多领域展现其应用价值。