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升压充5VUSB输入充、两节锂电池SLM6800

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升压充5VUSB输入充、两节锂电池SLM6800_第1页
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升压充5VUSB输入充、两节锂电池特性概述升压充(SLM6800)是一款面向5V适配器的两节锂电池同步升压电流电路它是采用全集成的功率型MOS器件和750KHZ开关频率的同步升压型转换器,因此具有高达92%以上的充电效率,最大可支持1.5A的充电电流包括完整的充电终止电路、自动再充电和一个精确度达土1%的8.4V预设充电电压,内部集成了防反灌保护、输出短路保护、芯片及电池温度保护等多种功能可以自适应适配器的电流供应能力,确保输入适配器不会出现过载现象,所以适用于各种直流设备以及标准的USB充电设备集成了20V的功率型MOSFET可以抗高达20V的电压,并且集成了欠压和过压保护功能,具有很高的可靠性,无需额外加抗浪涌或过压保护器件采用小型化的QFN4X4-16L封装,节省PCB面积高达20V的输入电压保护全集成功率型MOSFET高达92%以上的输出效率最大1.5A的可调输出电流输入电流自动识别,适配器自适应芯片高温自动限流和过温关断保护无需防反灌电流二极管无需外置功率MOS管或续流二极管精度达到土1%的8.4V充电电压充电状态双灯指示、无电池或故障状态显示双节5.6V涓流充电电压切换集成欠压及过压保护功能电池温度监测功能输出短路保护功能采用小型化的QFN4X4-16L封装输入电源电压(BAT:-0.3V~22TM:-0.3V~7V其它:-0.3V~VIIBAT短路持续时I最大结温:[£45工作环境温度范围贮存温度范围:引脚温度(焊接日0.5-40C~85C:001.02.03.04.05.06.07.08.09.0VBAT(V)便携式设备、各种充电器III最大额疋值VIN):-0.3V~22VIlliIlli卜■■■■■■•■■/■■■■■「■■■■■亠iiiiiiii7+"V=5V:':可:连Set=3.6kii-65C~125CiII!寸间10秒):260CIIIIIIInnIIIiiiiiiIIIiii短路模式充电电流与电池电压关系图应用移动,平板电脑|蓝牙音箱|数码相机1丨移动电源||gpSIII典型应用NTCVINBSTPGND顶视引脚图DN§>YQ-CSGonnCUUUUTMEPISETILIMBATCSSCSSXLXL引脚说明NTC(弓丨脚1)::电池温度监测,当电压处于75%迄(如枷别引说明2):V电源献端5%内部集成有欠压及过压保7护功能RISET常充电。

5.1KQ,EN接高)BST(引脚3):自举,在该脚与LX脚之间接一个0.1uF的电容,提供驱动能力用来给内部功率MOSPGND(引脚勺:功率地条件310VSYS(弓:脚因、8^^压输出端,至少接一个10uF的电容到地■7BATH引脚;电池端,接电池正极5.0IFK0iLiMf引脚呦N压降卩过孵护输入VIN电流最大降低值限制端2有接高、接地、悬空三种状态2可设殳置允许IS£T(引脚神源充电电流设置,设12):充电时间限制设定掘:充电指示端异常时以约1HzTM(引脚VfLDAlNCIIRG(饱时灯灭充NSTDBY其它状态:潮算凱克囁組=(1.0、端模贰(ENM)端-//RISEj礦001.001=51KD,:引脚14):充饱指示端,灯灭SGND(弓I脚15):信号地频率闪烁RISET=3.SKDf充电模式我过发光二极管来指示Ve^t=6.A/加不多或停机祺式(FN为IS),Vbai=8.4V状态L35百小充饱状态充1.51.E5”电池充饱时灯JUA丿亮'亮,223VrRiKL/TRHYS说HQRTI1RKL涓匾充电n说电玉涓毓充电迟帝电玉短路保护电压滑液充舸电流VSHORKVBAT^VTRIKLj5.63402C0TtriklCTM=33DnF0.5hrTcc恒流充电最責时闻CTM=33DnF戕hrIterm30msTrchg再充电检咂时30msVfJCHRGNCH丽引卿输出低电平0.235VV灿BYNSTMY引电11IhSTDB'rErA0.2V\NT2-HHTC引躺糊转电压7075aoVMT2-LNTC引JM低揣制转电压233032駙XIVEkHFM囁人高电平3VVeh.lEM嗡入低电平VTLN就腿模弍中的船125*cTSO过新护削縊150£工作原理升压充(SLM6800)是一款面向5V交流适配器的双节锂离子电池充电电路。

它是采用750KHZ开关频率的同步升压型转换器,全集成功率型MOSFET,对串联型双节电池进行涓流、恒流和恒压充电充电电流可以用外部电阻编程设定,最大持续充电电流可达1.5A,不需要另任何功率型MOSFET或肖特基二极管,外围元器件简单,具有高达92%以上的充电效率,自身发热量极小具有自适就的适配器匹配功能,当检测到输入电压被拉低到一定值时,芯片会进入自适应保护状态,此时充电电流会降低,使输出电压维持在设定的允许值之上,保护适配器输出包含两个漏极开路输出的状态指示端,充电状态指示端NCHRG和充满电状态指示端NSTDBY芯片内部的功率管理电路在芯片结温超过125C时自动降低充电电流,这个功能可以使用户最大限度的利用芯片处理能力,不用担心芯片过热而损坏芯片或者损坏外部元器件具有电池检测功能,当电池未接入、电池端短路等异常情况时,芯片会进入待机状态,此时充电不工作,NCHRG指示灯会闪烁充电电流的设定电池充电的电流ITRIKL和IBAT由连接在ISET端的电阻RISET确定ISET端内部预设了一个1.0V的基准电压,并且与IBAT电流有个1/5000的镜像关系,因此充电电流可通过下面的式子设疋:10Ibat5000Riset而Itrikl电流约为Ibat的1/5,即:ItriklIbat0.2充饱截止电流Iterm的值约为Ibat的1/10。

充电终止当充电电流在达到最终充满电压之后降至约Iterm时,充电循环被终止芯片内部含有充电电压电流监测模块,当监测到充电电压达到Vfloat,充电电流低于Iterm并持续时间Tterm时,SLM6800即终止充电循环,在这种状态下,BAT引脚上的所有负载都必须由电池来供电但是,如果是由于过温或输入电压低到VINSL引起的保护性充电电流降低,内部的充电终止模块将禁止工作,以防止由于芯片临时性的保护性措施而使电池无法正常充满Tcc(hr)CTM(nF)73而涓流充电最大充电时间约为Tcc的1/9当充电时间达到所设置的最大充电时间,并且电池还没有充饱时,芯片会停止充电并切换到异常指示状态,此时NCHRG指示灯会闪烁,NSTDBY指示灯关闭把TM脚直接接地可关闭芯片内部计时功能,此时,充电时间将不受限制适配器自适应保护示TC‘NTC_H,SLM6800具有适配器自适应功能,当刚接上VIN时,芯片会首先自检,并记录下VIN的值,当自检完成后,进入升压充电状态,此时VIN值有可能会由于适配器的带负载能力限制或者导线的内阻损耗而降低,芯片在整个工作过程中都会实时地将VIN的值与先前记录的值相比较,当发现电压降低VINSL时,会自动减小充电电流,以确保VIN值不会下降超过Vinsl值,这样可以确保配器不会处于过载状态,所以SLM6800适用于各种直流设备以及标准00将N■充电设备部的两个阈值VNTC—L和VNTC_H相比较,以确认电池的温度是否超过正常范范电状如态扎管脚的电压VntcV则表示M池00温度太高或者太低状态指示程出端将被暂停RG和NSTDBY,这两个端可以分别接红色和绿色nTCD指示灯。

状态时,芯片相当于一个开关色指示灯灭出电充电器处于充状态时,红色指示灯灭,绿色指示灯亮如果将ntc接地,则芯片停止充电当输入中过压,的值要根路或检测的温度NTC电压过高或过低敏电阻者充阻超来确定绿色指示灯灭说明红色指示灯以1Hz的频率闪烁假设设定的温度未范围为,并且~vh,n1池中压正常时勺是负温度系数热敏电色指示灯闪烁,,闪烁为其频率温度咐时的趙阻值小相关,H为其在温度电容下闪烁频率约则T4HzL、RTH在温度TL时,NTC端的电压为:fr当充电器则卩芯片Vtempl在温度th时,Vtemph—R2―Rt^VINR1R2RtlNTC端的电压为:R2Rth——VINR1R2Rth由vtempl=VHIGH=K2XVIN(K2=Vntc_h)Vtemph=Vlow=K1XVIN(K1=Vntc_l)可得:当电池未接,并且NTC接高时,绿色灯亮,红灯灭,此时芯片工作于纯升压状态,可以当DC-DC升压芯片使用,输出电压即为VFLOAT指示灯状态对应关系可参见下表:充电状态红灯NCHRG绿灯NSTDBY充电亮灭电池充满灭亮VIN过压,电池短路或NTC异常1Hz闪烁灭电池未接并且NTC正常1~4Hz闪烁亮电池未接并且NTC接咼灭亮其它状态灭灭芯片过温保护如果芯片温度升至TLIM的预设值以上,则一个内部热反馈环路将输入欠电流,过到g保护D以上芯片彻底关闭。

该功能可以防止、SLM6800过热,并允许用户在内L部68集0成允许范围内提高给压定O路板功率处理可以抗20V的输入电压,并且芯片内部集成有输入监测电路对输入电压进行连续实时监测,只有当VIN电压处于适合的区间时,SIM6800才会电动并正常工监测当为了防止温度过高或者过低对片处于欠压保坏护状SLM6当00^内部集成高%池温度监测片路于过压保护状态度监在是压或过压状态时TC管脚的%压实现的升压或充电电脚的电压是且在芯片过程中NTC输热敏入电阻和一个电阻分压网络实现的时间监测到2所示电压离开了允许的工作区间,升压及充电进程就会立即中止,以保护芯片、电池或其它相关的元器件不损坏自动重启一次充电循环完成后,SLM6800立即采用一个具有30ms滤波时间(Trchg)的比较器来对BAT脚上的电池电压进行连续监控当电池电压降至比VFLOAT低△VRECHRG以下时,升压及充电循环重新开始以防止电池由于工作放电而电压过低输入、输出电谷在VIN、VSYS、BAT等端,需要各接一个高品质的功率电容应用时建议这三端的电容均不小于10uF贴片电容并务必靠近芯片,并且采用更大的电容,对应的输出纹波更小以及更佳的EMI特性。

如果要采用无电池的升压模式,在BAT端建议再并联一个100uF的电解电容,以提高环路工作的稳定性在PCB放置过孔至内部层或背面层在改善充电器的总体热性能方面也是有显著效果,见图3在PCB板SLM6800位置,放置方形PAD作为SLM6800的散热片,并且在PAD上放置若干个过孔作为散热孔芯片焊接时将焊锡从PCB背面层灌进,使SLM6800底部自带散热片与PCB板散热片有效连接,从而保证SLM6800的高效散热芯片的高效散热是保证芯片长时间维持较大充电电流的前提电感选择SLM6800开关频率约为750KHZ,因此可以选择电感量较低的功率电感电感的选择必须考虑输出纹波、最大电流能力以及效率等因素输出纹波是首要考虑的因素,更大的电感量对应着更低的输出纹波,但是,更大的电感量,往往意味着较大电。

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