我最近接到了一个设计电池充电器的任务。我决定使用德州仪器(TI)的BQ2000TSN，因为它在电池化学方面具有多功能性。就我而言，电池充电器是用于为锂离子电池组充电。
BQ2000在引脚3上有一个开漏极N沟道LED输出，可将它与LED一起用作充电状态指示器。简而言之，不同的模式包括：
我参考了BQ2000的数据手册，以获得更详细的描述。
最简单的方法是将一个LED连接到引脚3来进行状态指示。但对我来说，用两个LED会更合乎逻辑：一个是绿色，用来表示充电过程已成功结束；一个是红色，用来指示正在充电和故障模式。
我需要获得一个便宜的电路，因此我决定搭建一个分立电路来完成这项工作。图1给出了电池充电器的LED电路。
图1：电池充电器的LED电路。
为了便于解释，我将电池充电器电路移除了。电路的每个状态描述如下：
状态1：BQ2000 /LED引脚输出高阻抗。
Q2由于其栅极输入通过R7被拉低，因此不会导通。+5V电源会通过R4施加到R2和R3之间——由于D2和R2上的压降太低，因此会使D2保持关闭。Q1由于+5V会通过R3施加在其栅极上，因此将会导通，进而使D1点亮。由于C7起到隔直电容器的作用，因此C4不会被充电。
状态2：BQ2000 /LED引脚输出低阻抗。
R2通过BQ2000的引脚3被拉低，因此使D2点亮。Q1由于其栅极通过电阻R3被拉低，因此将不再导通，进而使D1熄灭。
状态3：BQ2000 /LED引脚输出1Hz闪烁信号。
图2给出了BQ2000引脚3处1Hz信号的屏幕截图。C7会传导此方波信号，进而使C4通过二极管D7充电。一旦C4的充电电压达到Q2的栅源阈值电压，Q2就开始导通。这将使Q1的栅极通过Q2被下拉。由于Q1不再导通，因此D1将会熄灭。
图2：BQ2000引脚3处的1Hz信号。
C4将会在每个低变高的边沿充电，然后放电。因此，必须保持让C4上的电压高于Q2的栅源阈值电压，否则D1也会闪烁。这个问题可以通过调整C4和R7的RC时间常数t=R*C来处理。
方波信号也会出现在R2和R3的交点位置，从而使D2以1Hz的频率闪烁。
请注意，R4和R3在1Hz信号的高电平时间内配置为分压器，引脚3为高阻抗：
在这种情况下，D2和R2两端的电压降为5V-4.76V=0.24V，因此不足以点亮D2。
当1Hz信号为低电平时，需要用D8为C7充电。如果没有D8，1Hz信号的极性将转变为负信号。
我注意到当没有将电池连接到充电器时会出现第四种模式。图3显示了在BQ2000引脚3处所测得的信号。
图3：在BQ2000引脚3处所测得的信号。
它是一个脉冲信号，高电平为10.5s，低电平为500ms。也许我在BQ2000的数据手册中错过了一些东西，但我无法再回过头来找到它。为了完整起见，我决定提下它。C4和R7这样选，是为了让LED D2也以这个频率闪烁，这样就可以让用户注意到是否连接了电池。
（原文刊登于EDN美国版，参考链接：LED status indication battery charger，由Franklin Zhao编译。）
本文为《电子技术设计》2021年12月刊杂志文章，版权所有，禁止转载。免费杂志订阅申请点击这里。
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