LED状态指示电池充电器电路设计

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，电池充电器用于为锂离子电池组充电。

BQ2000 在引脚 3 上有一个开漏 N 沟道 LED 输出，可与 LED 一起用作充电状态指示器。简而言之，不同的模式是：

• 高阻抗，快速充电周期结束（内部 FET 不导通）
• 低速充电（内部 FET 导通）
• 1 Hz 闪光，故障情况，例如温度过高

我参考 BQ2000 的数据表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 以进行状态指示。但对我来说，有两个 LED 会更合乎逻辑：一个是绿色，表示充电过程已成功结束；和一个红色 LED，指示正在充电和故障模式。

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我需要一个便宜的电路，所以我决定建立一个分立电路来完成这项工作。图 1描述了电池充电器的 LED 电路。

图 1电池充电器的 LED 电路。

电池充电器电路已被移除，以便于解释。电路的每个状态描述如下：

状态 1：  LED引脚输出 BQ2000 高阻抗。

Q2 不会导通，因为栅极输入通过 R7 被拉低。+5V 将通过 R4 施加到 R2 和 R3 的横截面，导致 D2 保持关闭，因为 D2 和 R2 上的压降太低。Q1 将导通，因为 +5V 将通过 R3 在栅极上可用，从而导致 D1 点亮。C4 不会被充电，因为 C7 用作隔直电容器。

状态 2：  LED引脚输出 BQ2000 低阻抗。

R2 通过 BQ2000 的引脚 3 被拉低，导致 D2 亮起。Q1 将不再导通，因为栅极通过电阻 R3 被拉低，导致 D1 熄灭。

状态 3：  LED引脚输出 BQ2000 1 Hz 闪烁。

图 2显示了 BQ2000 引脚 3 处 1Hz 信号的屏幕截图。C7 将传导阻塞波信号，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。这将导致 Q1 的栅极通过 Q2 下拉。D1 将熄灭，因为 Q1 不再导通。

图 2 BQ2000 引脚 3 处的 1Hz 信号。

C4 将在每个低到高的侧面充电，然后放电。因此，重要的是 C4 上的电压将保持高于 Q2 的栅源阈值电压。否则 D1 也会闪烁。这将通过 C4 和 R7 的 RC 时间 t=R*C 来处理。

在 R2 和 R3 的交叉点部分，块波信号也可用，导致 D2 以 1 Hz 的频率闪烁。

请注意，R4 和 R3 在 1 Hz 信号的高电平时间配置为分压器，引脚 3 为高阻抗：

在这种情况下，D2 和 R2 上的压降为 5V-4.76V=0.24V，这不足以点亮 D2。

当 1 Hz 信号为低电平时，需要 D8 为 C7 充电。如果没有 D8，1 Hz 信号的极性将转换为负信号。

我注意到当没有电池连接到充电器时会出现第四种模式。图 3显示了在 BQ2000 的引脚 3 处测得的信号。

图 3在 BQ2000 的引脚 3 处测得的信号。

它是一个脉冲信号，高 10.5 秒，低 500 毫秒。也许我错过了一些东西，但我无法在 BQ2000 的数据表中找到它。为了完整起见，我决定提及它。选择 C4 和 R7 的方式是，LED D2 也会以该频率闪烁，以便用户可以注意到是否连接了电池。