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6up锂电充电管理IC芯片CH4054



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  概述 CH4054 是一款单节锂离子电池恒流/恒压线性充电器,简 单的外部应用电路非常适合便携式设备应用,适合 USB 电源和适配器电源工作,内部采用防倒充电路,不需要外 部隔离二极管。热反馈可对充电电流进行自动调节,以便 在大功率操作或高环境温度条件下对芯片温度加以限制。 CH4054充电截止电压为 4.2V,充电电流可通过外部电阻 进行设置。当充电电流降至设定值的 1/10 时,CH4054 将 自动结束充电过程。 当输入电压被移掉后,CH4054 自动进入低电流待机状 态,将待机电流降至 1uA 以下。CH4054 在有输入电源时 也可置于停机模式,从而将工作电流降至 30uA。 CH4054 500mA 锂电池充电器 特点 ?? 最大充电电流:500mA ?? 无需 MOSFET、检测电阻器和隔离二极管 ?? 智能热调节功能可实现充电速率最大化 ?? 智能再充电功能 ?? 预充电压:4.2V±1% ?? C/10 充电终止 ? 待机电流 30uA ? BAT 超低自耗电 1uA ? 2.9V 涓流充电阈值 ? 单独的充电、结束指示灯控制信号 ? 封装形式:SOT23-5 应用 ?? 手机、PDA、MP3/MP4 ?? 蓝牙耳机、GPS ?? 充电座 ?? 数码相机、Mini 音响等便携式设备 典型应用电路 V1.0 Nanjing chiphiglights Electronics 1 管脚 CH4054 500mA 锂电池充电器 SOT23-5L 定购信息 封装 SOT23-5L 定购型号 CH4054 包装形式 Tape and Reel 极限参数(注 1) 符号 参数 VCC 输入电源电压 PROG PROG 脚电压 BAT BAT 脚电压 CHRG CHRG 脚电压 TBAT_SHT BAT 脚短路持续时间 IBAT BAT 脚电流 IPROG TOP PROG 脚电流 工作环境温度 TSTG 储存温度 ESD HBM MM 注 1:最大极限值是指超出该工作范围芯片可能会损坏。 额定值 -0.3~7 -0.3~0.3 -0.3~7 -0.3~7 连续 600 600 -40~85 -65~125 2000 200 产品正印 CH4054 单位 V V V V mA uA ℃ ℃ V V V1.0 Nanjing chiphiglights Electronics 2 CH4054 500mA 锂电池充电器 电气参数(注 2,3) 无特殊说明, VIN=12V,Ta=25℃ 符号 VCC ICC VFLOAT IBAT 参数 输入电源电压 输入电源电流 输出浮充电压 BAT 引脚电流 测试条件 充电模式,RPROG=2K 待机模式(充电终止) 停机模式(RPROG 未连接, VCC<VBAT,VCC<VUV,VCE=0V) 0℃≤TA≤85℃ RPROG=10K,电流模式 最小值 4.0 4.158 90 RPROG=2K,电流模式 450 待机模式(VCC=5V,VBAT=4.2V) 0 停 机 模 式 ( RPROG 未 连 接 或 VCE=0V) 睡眠模式,VCC=0 ITRIKL 涓流充电电流 VBAT<VTRIKL,RPROG=2K 40 VTRIKL 涓流充电阈值电压 RPROG=2K,VBAT 上升 2.8 VTRHYS 涓流充电迟滞电压 RPROG=2K 60 VUV VCC 欠压保护阈值电压 VCC 上升 3.5 VUVHYS VCC 欠压保护迟滞电压 VCC 下降 3.5 VASD VCC-VBAT 阈值电压 VCC 上升 60 VCC 下降 5 ITERM C/10 终止电流阈值 RPROG=10K 8 RPROG=2K 40 VPROG PROG 引脚电压 RPROG=2K,电流模式 0.9 VCHRG CHRG引脚输出低电压 ICHRG=5 mA ICHRG CHRG引脚弱下拉电流 VCHRG=5V 8 ΔVRECHRG 再充电电池阈值电压 VFLOAT-VRECHRG 70 TLIM 限定温度模式结温 RON 功率 FET 导通电阻 TSS TRECHRG TTERM 软启动时间 IBAT=0 至 IBAT=1000V/RPROG 再充电比较器滤波时间 VBAT 下降 1 结束比较器滤波时间 IBAT 降至 ICHG/10 以下 1 IPROG PROG 引脚上拉电流 注 2:典型参数值为 25℃条件下测得的标准参数值。 注 3:规格书的最小、最大规范范围由测试保证,典型值由设计、测试或统计分析保证。 典型值 5 110 40 30 4.2 100 500 2 0 0 60 2.9 80 3.7 3.7 100 30 12 60 1.0 0.3 20 100 115 800 20 2 2 1 最大值 6 250 80 60 4.242 110 550 4 2 2 80 3.0 100 3.9 3.9 140 50 16 80 1.1 0.6 40 150 3 3 单位 V uA uA uA V mA mA μA μA μA mA V mV V V mV mV mA mA V V μA mV ℃ mΩ uS mS mS μA V1.0 Nanjing chiphiglights Electronics 3 内部框图 CH4054 500mA 锂电池充电器 工作原理 CH4054是专门为一节锂离子电池或锂聚合物电池而设 计的线性充电器,芯片集成功率晶体管,充电电流可以 用外部电阻设定,最大持续充电电流可达500mA,不需要 另加阻流二极管和电流检测电阻。CH4054包含一个漏极 开路输出的状态指示端,用于指示正在充电或充电完成。 充电时管脚CHRG输出低电平,表示充电正在进行,充电 完成后,CHRG下拉电流变为20uA。 如果电池电压低于2.9V,CH4054用小电流对电池进行预 充电。当电池电压超过2.9V时,采用恒流模式对电池充 电,6up充电电流由PROG管脚和GND之间的电阻RPROG确 定。当电池电压接近4.2V电压时,充电电流逐渐减小, CH4054进入恒压充电模式。当充电电流减小到充电结束 阈值时,充电周期结束,CHRG端由强电流下拉变为20uA 弱电流下拉。6up。充电结束阈值是恒流充电电流的10%。 当电池电压降到再充电阈值4.1V以下时,CH4054自动开 始新的充电周期。芯片内部的高精度电压基准源、误差 放大器和电阻分压网络确保电池端调制电压的精度在1% 以内,满足锂离子电池和锂聚合物电池的要求。当输入 电压低于欠压锁定阈值电压或者输入电压低于电池电压 时,充电器进入低功耗的睡眠模式,此时电池端消耗的 电流小于 2uA。 CH4054 内部的智能温度控制电路在芯片的结温超过 115℃时自动降低充电电流,这个功能可以使用户最大限 度的利用芯片的功率处理能力,不用担心因为过热而损 坏芯片或者外部元器件。这样,用户在设计充电电流时, 可以不用考虑最坏情况,而只是根据典型情况进行设计 因为在最坏情况下,CH4054会自动减小充电电流。 V1.0 Nanjing chiphiglights Electronics 4 引脚功能 CHRG(PIN1):充电状态指示端 当充电器向电池充电时,CHRG引脚被内部开关拉到低电 平,表示充电正在进行;当充电结束时,CHRG下拉电流 变为20uA;当VCC输入电压低于欠压锁定阈值或VCC与 BAT 管脚的电压差小于30mV时,CHRG管脚处于高阻 态。 GND(PIN2):电源地 BAT(PIN3):电池正连接端 将电池的正端连接到此管脚。在芯片被禁止工作或者睡 眠模式,BAT管脚的漏电流小于2uA,BAT管脚向电池提供 充电电流和4.2V的限制电压。 VCC(PIN4):输入电压正端 此管脚的电压为内部电路的工作电源。VCC输入电压必须 大于欠压锁定阈值且同时大于BAT电压100mV时,充电 才会开始。当VCC输入电压低于欠压锁定阈值或VCC与 BAT 管脚的电压差小于30mV时,CH4054将进入低功耗 的停机模式,此时BAT管脚的消耗电流小于2uA。 PROG(PIN5):恒流充电电流设置端 从PROG管脚连接一个电阻到GND 可以对充电电流进 行设定。设定电阻器和充电电流采用下列公式来计算: RPROG=1000V/IBAT 根据需要的充电电流IBAT来确定电阻器RPROG的阻值。在 涓流充电阶段,此管脚的电压被调制在 0.1V;在恒流充 电阶段,此管脚的电压被固定在1V。 应用说明 充电终止 当充电电流在达到最终浮充电压之后降至设定值的1/10 时,充电过程结束。该条件是通过采用一个内部滤波比 较器对PROG引脚进行监控来检测的,当PROG引脚电压 降 至100mV以下的时间超过2ms时,充电终止。CH4054 进入待机模式,此时输入电源电流降至30μA。 CH4054 500mA 锂电池充电器 智能再充电 在待机模式中,CH4054 对 BAT 引脚电压进行监控,只 有当 BAT 引脚电压低于再充电阈值电压 4.1V 时(对应电 池容量 80%~90%),才会开始新的充电循环,重新对电 池进行充电,这就避免了对电池进行不必要的反复充电, 有效延长电池的使用寿命。 增加热调节电阻 降低IC的VCC与BAT两端的压降能够显著减少IC中的 耗。在热调节时,这具有增加充电电流的作用。实现方 式可以在输入电源与VCC之间串联一个0.3?的功率电阻 或正向导通压降小于0.5V的二极管,从而将一部分功率 耗掉。 充电电流软启动 CH4054 内置了软启动路。当一个充电循环被启动时,充 电电流将在20uS的时间从零逐渐上升至恒流充电电流。 充电状态指示器 CHRG为漏极开路状态指示输出端,CHRG有3种状态指 示,强电流下拉(约10mA),弱电流下拉(20uA),高 阻态。当充电器处于充电状态时,CHRG被强拉到低电 平,充电结束后,CHRG下拉电流变为20uA,当VCC输入 电压低于欠压锁定阈值或VCC与BAT管脚的电压差小于 30mV时,CHRG管脚处于高阻态。 如果不使用状态指示功能时,将CHRG浮空或接地。 智能温度控制 CH4054内部集成了智能温度控制功能,当芯片温度高于 115℃时,会自动减小充电电流。该功能允许用户提高给定 电路板功率处理能力的上限而没有损坏 CH4054 的风 险。在保证充电器将在最坏情况条件下自动减小电流的 前提下,可根据典型(而不是最坏情况)环境温度来设 定充电电流。 手动停机 如果使 PROG 引脚浮空,CH4054即被置于停机模式。 电池漏电流将降至1μA以下,且电源电流降至30μA以下 V1.0 Nanjing chiphiglights Electronics 5 封装外形尺寸 SOT23-5L CH4054 500mA 锂电池充电器 V1.0 Nanjing chiphiglights Electronics 6