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昱燦-海川 SM5202DFN DFN2x2-8 線(xiàn)性鋰電充電
昱燦-海川 SM5202EM
昱燦-海川 SM5202 SOP-8 耐壓12V高品質(zhì)1A線(xiàn)性
主要應用領(lǐng)域: 單節鋰電池充電,
引腳兼容型號: TP4056,AP5056,ME4057,
SM5202DFN.PDF
SM5202EM.PDF
SM5202.PDF
SM5202
概述:
SM522 是一款完整的采用恒定電流/恒定電壓的單節鋰電池線(xiàn)性充電器,并帶有鋰電池正負極反接保護功能,可以保護芯片和用戶(hù)安全。由于采用了內部 PMOSFET 架構,加上防倒充電路,所以不需要外部檢測電阻和隔離二極管。熱反饋可對充電電流進(jìn)行調節,以便在大功率操作或高環(huán)境溫度條件下對芯片溫度加以限制。充電電壓固定于 4.2V,而充電電流可通過(guò)一個(gè)電阻進(jìn)行外部設置。當充電電流在達到最終浮充電壓之后降至設定值 1/1 時(shí),SM522 將自動(dòng)終止充電循環(huán)
當輸入電壓(交流適配器或 USB 電源)被拿掉時(shí),SM522 自動(dòng)進(jìn)入一個(gè)低電流狀態(tài),將電池漏電流降至 2μA 以下。也可將 SM522 置于停機模式,從而將供電電流降至 45uA。SM522 的其它特點(diǎn)包括充電電流監控器、欠壓閉鎖、過(guò)壓保戶(hù)、自動(dòng)再充電和一個(gè)用于指示充電結束和輸入電壓接入的狀態(tài)引腳。
特性:
l 鋰電池正負極反接保護
l 高達 1A 的可編程充電電流
l 無(wú)需 MOSFET、檢測電阻器或隔離二極管
l 恒定電流/恒定電壓操作,并具有可在無(wú)過(guò)熱 危險的情況下實(shí)現充電速率最大化的熱調節能
l 直接從 USB 端口給單節鋰離子電池充電
l 精度達到±1%的 4.2V 預設充電電壓
l 用于電池電量檢測的充電電流監控器輸出
l 自動(dòng)再充電
l 充電輸入電壓過(guò)壓保護
l 2.9V 涓流充電
l 軟啟動(dòng)限制了浪涌電流
l C/10 充電終止;
l ESOP8/EMSOP8/DFN2X2-8L
應用范圍:
l 移動(dòng)電話(huà)、PDA、MP3 播放器
l 充電座
l 藍牙應用
l 其他手持設備
典型應用:
功能描述
SM5202 是一款完整的單節鋰離子電池采用恒定電流/恒定電壓線(xiàn)性充電器。它能夠提供高達 1A 的充電電流(借助一個(gè)熱設計良好的 PCB 布局)和±1%精度的浮充電壓。
SM5202 集成了一個(gè)內部 P 溝道功率 MOSFET 及熱調節電路,無(wú)需隔離二極管或外部電流檢測電阻。因此,基本充電器電路僅需兩個(gè)外部元件。不僅如此,SM5202 還可以接 USB 電源工作。
正常充電循環(huán)當 VCC 引腳電壓升至 UVLO 門(mén)限電平以上且在PROG 引腳與地之間連接了一個(gè)精度為 1%的設定電阻或當一個(gè)電池與充電器輸出端相連時(shí),一個(gè)充電循環(huán)開(kāi)始。如果 BAT 引腳電平低于 2.9V,則充電器進(jìn)入涓流充電模式。在該模式中,SM5202 提供約 1/10 的設定充電電流,以便將電池電壓提升到一個(gè)安全的電平,從而實(shí)現滿(mǎn)電流充電。當 BAT 引腳電壓升至 2.9V 以上時(shí),充電器進(jìn)入恒流模式,此時(shí)向電池提供恒定的充電電流。當 BAT 引腳電壓達到最終浮充電壓(4.2V)時(shí),SM5202 進(jìn)入恒壓充電模式,且充電電流開(kāi)始減小。當充電電流降至設定值的 1/10,充電循環(huán)結束。
充電電流設定充電電流是采用一個(gè)連接在 PROG 引腳與地之間的電阻來(lái)設定的。電池充電電流是 PROG 引腳輸出電流的 1200 倍。
充電終止當充電電流在達到最終浮充電壓后降至設定值的1/10 時(shí),充電循環(huán)被終止。該條件是通過(guò)采用一個(gè)內部濾波比較器對 PROG 引腳進(jìn)行監控來(lái)檢測的。當 PROG 引腳電壓降至 100mV 以下的時(shí)間超過(guò)tTERM(一般為 1.8ms)時(shí),充電被終止。充電電流被關(guān)斷,SM5202 進(jìn)入待機模式,此時(shí)輸入電源電流降至 45uA。(注:C/10 終止在涓流充電和熱限制模式中失效)。充電時(shí),BAT 引腳上的瞬變負載會(huì )使 PROG 引腳電壓在 DC 充電電流降至設定值的 1/10 之間短暫地降至 100mV 以下。終止比較器上的 1.8ms 濾波時(shí)間(tTERM)確保這種性質(zhì)的瞬變負載不會(huì )導致充電循環(huán)過(guò)早終止。一旦平均充電電流降至設定值的 1/10以下,SM5202 即終止充電循環(huán)并停止通過(guò) BAT 引腳提供任何電流。在這種狀態(tài)下,BAT 引腳上的所有負載都必須由電池來(lái)供電。在待機模式中,SM5202 對 BAT 引腳電壓進(jìn)行連續監控。如果該引腳電壓降到 4.05V 的再充電電壓門(mén)限(VRECHRG)以下,則另一個(gè)充電循環(huán)開(kāi)始并再次向電池供應電流。當在待機模式中進(jìn)行充電循環(huán)的手動(dòng)再啟動(dòng)時(shí),必須先斷開(kāi)輸入電壓然后再重新接入輸入電壓,或者通過(guò)控制 PROG 引腳來(lái)關(guān)斷充電器然后再啟動(dòng)。
SM5202 集成兩個(gè)開(kāi)漏輸出的狀態(tài)指示引腳 CHRG和 STDBY。當 SM5202 處于充電狀態(tài)時(shí),CHRG 輸出下拉,其它狀態(tài) CHRG 輸出高阻態(tài)。充電完成時(shí),STDBY 輸出下拉。當電池溫度異常時(shí),CHRG 和STDBY 都輸出高阻態(tài)。將 TEMP 引腳接地可以關(guān)閉電池溫度監測功能。如果 BAT 引腳接一個(gè) 10μF 電容并且電池不連接,綠色 LED 與紅色 LED 將以 1-4s 的周期閃爍。
電池反接保護 SM5202 內部集成了電池反接保護電路,可有效防 止在裝配或應用中電池反接導致的芯片損壞。當 BAT 引腳電壓低于 GND 電壓 70mV,判斷為電池反 接,關(guān)閉內部充電回路;當 BAT 引腳電壓回升至低 于 GND 電壓 30mV,判斷為電池正常接入,此時(shí)如 果 BAT 引腳電壓低于涓流充電閾值,則進(jìn)入涓流充 電狀態(tài),如果 BAT 引腳電壓大于涓流充電閾值,則 進(jìn)入恒流充電狀態(tài)。
熱限制 如果芯片溫度升高到預設值 145℃,內部熱反饋環(huán) 路將減小充電電流。該功能可防止 SM5202 過(guò)熱, 并允許用戶(hù)提高給定電路板功率處理能力的上限 而沒(méi)有損壞 SM5202 的風(fēng)險。在保證充電器將在最 壞情況下自動(dòng)減小電流的前提下,可根據典型(而 不是最壞情況)環(huán)境溫度來(lái)設定充電電流。
欠壓閉鎖(UVLO)
一個(gè)內部欠壓閉鎖電路對輸入電壓進(jìn)行監控,并在 VCC 升至欠壓閉鎖門(mén)限以上之前使充電器保持在 停機模式。UVLO 電路將使充電器保持在停機模式。 如果 UVLO 比較器發(fā)生跳變,則在 VCC 升至比電池 電壓高 100mV 之前充電器將不會(huì )退出停機模式。 自動(dòng)再充電 一旦充電循環(huán)被終止, SM5202 立即采用一個(gè)具 有 1.8ms 濾波時(shí)間的比較器來(lái)對 BAT 引腳上的電壓 進(jìn)行連續監控。當電池電壓降至 4.05V(大致對應 于電池容量的 80%至 90%)以下時(shí),充電循環(huán)重新 開(kāi)始。這確保了電池被維持在(或接近)一個(gè)滿(mǎn)充 電狀態(tài),并免除了進(jìn)行周期性充電循環(huán)啟動(dòng)的需要。 在再充電循環(huán)過(guò)程中,CHRG 引腳輸出進(jìn)入一個(gè)強 下拉狀態(tài)。
穩定性考慮 只要電池與充電器的輸出端相連,恒定電壓模式反 饋環(huán)路就能夠在未采用一個(gè)外部電容的情況下保 持穩定。在沒(méi)有接電池時(shí),為了減小紋波電壓,建 議采用一個(gè)輸出電容。當采用大數值的低 ESR 陶瓷 電容時(shí),建議增加一個(gè)與電容串聯(lián)的 1Ω電阻。如 果使用鉭電容,則不需要串聯(lián)電阻。 在恒定電流模式中,位于反饋環(huán)路中的是 PROG 引 腳,而不是電池。恒定電流模式的穩定性受 PROG 引腳阻抗的影響。當 PROG 引腳上沒(méi)有附加電容, RPROG選擇高達 20k 時(shí)充電器可以穩定。然而 PROG 節點(diǎn)的額外電容會(huì )減小設定電阻的最大容許阻值。 PROG 引腳上的極點(diǎn)頻率應保持在 100kHz 以上。
用戶(hù)更感興趣的是充電電流而不是瞬態(tài)電流。例如, 如果一個(gè)運行在低電流模式的開(kāi)關(guān)電源與電池并 聯(lián),則從 BAT 引腳流出的平均電流通常比瞬態(tài)電流 脈沖更加重要。在這種場(chǎng)合,可在 PROG 引腳上采 用一個(gè)簡(jiǎn)單的 RC 濾波器來(lái)測量平均的電池電流 (
功耗考慮芯片結溫依賴(lài)于環(huán)境溫度、PCB 布局、負載和封裝類(lèi)型等多種因素。功耗與芯片結溫可根據以下公式計算:PD=RDS(ON)×IOUT2根據 PD 結溫可由以下公式求得:TJ=PD×θJA + TA其中:TJ是芯片結溫,TA是環(huán)境溫度,θJA 是封裝熱阻
引腳說(shuō)明
引腳名 |
引腳編號 |
說(shuō)明 |
TEMP |
1 |
電池溫度檢測輸入端 |
PROG |
2 |
恒流充電電流設置和充電電流監測端 |
GND |
3 |
芯片地 |
VCC |
4 |
電源輸入引腳 |
BAT |
5 |
充電電流輸出引腳 |
STDBY |
6 |
開(kāi)漏輸出的充電完成指示端 |
CHRG |
7 |
開(kāi)漏輸出的充電狀態(tài)指示端 |
CE |
8 |
芯片使能引腳,高電平有效 |
Thermal PAD |
9 |
散熱片,連接到地。 |
最大額定值(1) 工作范圍
VCC ...........................................-0.3V~12V VCC .............................................2.5V~9V
BAT................................... ..-4.5V~9V CHRG STDBY.....................................-0.3V~12V 工作溫度(TJ) ...........................-40℃~+85℃ 存儲溫度(TSTG) ...........................--40℃~+125℃ |
(1) IC 的工作范圍超出最大額定值時(shí),器件可能會(huì )有所損壞;IC 實(shí)際工作在最大額定值下或者其它任何的超過(guò)推薦操作條件下都是不建議的;IC 持續工作在最大額定條件下可能會(huì )影響器件的可靠性。最大額定值只是耐壓的額定值 |
PROG...................................-0.3V~VCC+0.3V
HICHON Proprietary Information. Patent Protected.
電路內部結構圖
電氣特性參數
(無(wú)特別說(shuō)明,VIN=5V, TA=25℃)
參數 |
符號 |
條件 |
最小值 |
典型值 |
最大值 |
單位 |
輸入電壓范圍 |
VCC |
|
4.0 |
5 |
9.0 |
V |
輸入電壓過(guò)壓保護閾值 |
VOVP |
|
|
7.5 |
|
V |
輸入電壓電流 |
IQ |
充電模式,RPROG=1.2k |
|
150 |
500 |
μA |
待機模式(充電終止) |
|
45 |
100 |
μA |
||
停機模式(RPROG 未連接, VCC < VBAT, or VCC < VUV) |
|
45 |
100 |
μA |
||
穩定輸出(浮充)電壓 |
VFLOAT |
0℃≤TA≤85℃, IBAT = 40mA |
4.158 |
4.200 |
4.242 |
V |
BAT 引腳電流 |
IBAT |
RPROG = 2.4k, 電流模式 |
400 |
500 |
550 |
mA |
RPROG = 1.2k, 電流模式 |
950 |
1000 |
1050 |
mA |
||
待機模式, VBAT = 4.2V |
0 |
-2.5 |
-6 |
μA |
||
停機模式,(RPROG 未連接) |
|
±1 |
±2 |
μA |
||
睡眠模式, VCC = 0V |
|
-1 |
-2 |
μA |
||
涓流充電電流 |
ITRIKL |
VBAT < VTRIKL, RPROG = 1.2k |
110 |
120 |
130 |
mA |
涓流充電閾值電壓 |
VTRIKL |
RPROG = 1.2k, VBAT 上升 |
2.7 |
2.9 |
3.0 |
V |
涓流充電遲滯電壓 |
VTRHYS |
RPROG = 1.2k |
60 |
80 |
100 |
mV |
VCC 欠壓閉鎖閾值電壓 |
VUV |
VCC 從低到高 |
3.7 |
3.95 |
4.1 |
V |
VCC 欠壓閉鎖遲滯電壓 |
VUVHYS |
|
150 |
200 |
300 |
mV |
VCC-VBAT 閉鎖門(mén)限電壓 |
VASD |
VCC 從低到高 |
60 |
100 |
140 |
mV |
|
VCC 從高到低 |
5 |
30 |
50 |
mV |
|
電池反接保護電壓 |
VREV |
VBAT 從高到低, VBAT-VGND |
|
-70 |
|
mV |
電池反接保護遲滯電壓 |
VREVHYS |
VBAT 從低到高, VBAT-VGND |
|
-30 |
|
mV |
C/10 終止電流門(mén)限 |
ITERM |
RPROG = 2.4k |
50 |
60 |
70 |
mA |
|
RPROG = 1.2k |
110 |
120 |
130 |
mA |
|
PROG 引腳電壓 |
VPROG |
RPROG = 1.2k, 電流模式 |
0.9 |
1.0 |
1.1 |
V |
CHRG 引腳輸出低電壓 |
VCHRG |
ICHRG = 5mA |
|
0.3 |
0.6 |
V |
STDBY 引腳輸出低電壓 |
VCHRG |
ISTDBY = 5mA |
|
0.3 |
0.6 |
V |
再充電電池門(mén)限電壓 |
?VRECHRG |
VFLOAT - VRECHRG |
100 |
150 |
200 |
mV |
限定溫度模式中的結溫 |
TLIM |
|
|
145 |
|
℃ |
功率 FET 導通電阻 |
RON |
|
|
440 |
|
mΩ |
軟啟動(dòng)時(shí)間 |
tSS |
IBAT = 0 to IBAT =1000V/RPROG |
|
20 |
|
μs |
再充電比較器濾波時(shí)間 |
tRECHARGE |
VBAT 高至低 |
0.8 |
1.8 |
4.0 |
ms |
終止比較器濾波時(shí)間 |
tTERM |
IBAT 降至 ICHG/10 |
0.8 |
1.8 |
4.0 |
ms |
PROG 引腳上拉電流 |
IPROG |
|
|
1.0 |
|
μA |
TEMP 引腳高端翻轉電壓 |
VTEMP-H |
|
|
80 |
82 |
%VCC |
TEMP 引腳低端翻轉電壓 |
VTEMP-L |
|
43 |
45 |
|
%VCC |
EN 引腳輸入高電平閾值 |
VENH |
|
1.2 |
|
|
V |
EN 腳輸入低電平閾值 |
VENL |
|
|
|
0.6 |
V |