
三节/四节/五节/六节锂电池充电管理.docx
10页三节/四节/五节/六节锂电池充电管理 ic 概述三节/四节/五节/六节锂电池充电管 理ic(SLM6900)是一款支持多类型锂电池或 磷酸铁锂电池的充电电路,它预置了三节或 四节锂电池充电模式,同时,也支持通过外 围分压电阻调节的其它输出电压模式它是 采用300KHZ固定频率的降压型开关转换器, 因此具有很高的充电效率,自身发热量极小包括完整的充电终止电路、自动再充电 和一个精确度达±1.0%的充电电压控制电路, 内部集成了输入低电压保护、输出短路保护、 电池温度保护等多种功能SLM6900)采用 QFN3*3-16L 封装,外围 应用简单,作为大容量电池的高效充电器 特性宽电压输入范围300KHz固定开关频率预设三节或四节锂电池输出电压 或充饱电压通过外围分压电阻设置 输出电压精度达到±1.0%充电状态双输出、无电池和故障状 态显示低电压涓流充电功能软启动限制了浪涌电流电池温度监测功能极高的防浪涌电压能力采用带散热片的QFN3*3-16L封装最大额定值COMP: -0.3V~7.5VVIN: -0.3V~60V (瞬时)-0.3V~30V (连续)其它脚:-0.3V~VIN+0.3VBAT短路持续时间:连续最大结温:145°C工作环境温度范围:-40°C~85C 贮存温度范围:-65°C~125°C引脚温度(焊接时间10秒CC :应用• 手持设备• ~~笔记本电脑• 便协式工业或医疗设备 电动工具或磷酸铁锂电池引脚功能表VCC2600 □!NCHRGNSTDBY匚 I匚 ;匚 □ I 」匚□ □ □ □EPGNDISPISNNC引脚名称说明1PVCC驱动管驱动电压输入2VCC芯片电源输入3NCHRG电池充电指示4NSTDBY电池完成指示引脚说明PVCC、VCC(引脚1、2):输入电源电压端。
NCHRG(引脚3):充电状态指示端当充电器向电池充电时,该管脚被内部开关拉至低电 平,表示充电正在进行;否则该管脚处于高阻态NSTDBY(引脚4):充电完成指示端当电池充电完成时,该管脚被内部开关拉至低电平, 表示充电完成否则该管脚处于高阻态NTC(引脚5):电池温度检测端,将此端接到电池的负温度系数的热敏电阻,若不用这功能, 则悬空或接VCC,接地则关闭充电功能SEL(引脚6):电池输出电压方案选择端若此端接地,则选择为三节锂电池方案;若接VCC, 则为四节锂电池方案;若悬空,则电池电压由外接分压电阻决定COMP(引脚7):充电环路稳定性补偿端接一个串联的电阻和电容到地FB(引脚8):电池电压反馈端在SEL接GND或VCC时,可串联电阻稍微提高充饱电压, 以补偿线路和电池内阻损耗,在SEL悬空时,FB端固定为1.2V,由外接外压电阻决定电 池充饱电压ISN(引脚10):充电电流检测负端将此端接到充电电流设置电阻的负端ISP(引脚11):充电电流检测正端将此端接到充电电流设置电阻的正端G N D、PG N D(引脚 1 2、1 3):电源地 _ 直流电特性(如无C(别脚明4):驱动管栅电压钳位。
此端跟VCC之间接个100nF的电容,使外接驱动管 栅电压钳制在不低于VCC-6.3V的范围内DRV(引脚16):外接PMOS管栅极驱动端此端电压被GV*钳制在VCC-6.3V|范围之内 符使外接PMOS管可选用低Vgs的型号,以提高充电效率,降最成本典型值最大值V引脚9、输入为空脚压使用时可接地或悬空IccVFLOATIBATICHRGITRIKL4.5输入电源电流待机模式(充电终止)0.75281.5单位VmA稳定输出(浮充)电压BAT脚漏电流快充充电电流涓流充电电流停机模式(VIN
它是采用 300KHZ固定频率的同步降压型转换器,具有极 高的充电效率,支持大功率充电,自身发热量 极小SLM6900包含两个漏极开路输出的状态指 示端,充电状态指示端NCHRG和充电满状态指 示端 NSTDBY当输入电压大于电源低电压检测阈值, SLM6900开始对电池充电,NCHRG管脚输出 低电平,表示充电正在进行如果电池电压低 于VTr|KL,充电器用小电流对电池进行涓流预充 电恒流模式对电池充电时,充电电流由电阻 RS确定当电池电压接近Vfloat时,充电电流 将逐渐减小,SLM6900进入恒压模式当充电 电流减小到充电结束阈值时,充电周期结束, NCHRG端输出高阻态,NSTDB 丫端输出低电 平充电截止电流阈值是Iterm当电池电压降到再充电阈值以下时, SLM6900自动开始新的充电周期芯片内部的 高精度的电压基准源,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 足了锂离子电池和锂聚合物电池精确充电的要设定电阻器和充电电流采用下列 公式来计算:RS=0.12 / I BAT(电流单位A,电阻 单位Q)举例:需要设置充电电流1.2A,带入公式计算得Rs=0.1QRSIbat0.1 ohm1.2A0.067 ohm1.8A0.05 ohm2.4A0.033 ohm3.6A表1. RS与充电电流对应关系 充电终止当充电电流在达到最终充满电压之后 降至约I ter M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V float,充电 电流低于I term时,SLM6900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在充满待机模式中,SLM6900对BAT 引脚电压进行连续监控如果该引脚电压当电池未接时,NCHRG脚输出脉冲当BAT管脚的外接电容为10uF时N CHRG闪烁频率约1-4HZ当不需要指示功能时,将不用的 状态指示输出接到地充电状态红灯NCHRG绿灯NSTDBY充电亮灭电池充满灭亮欠压,电池温度过高 或过低,电池短路灭灭电池未连接,BAT 脚连接10uF电容绿灯亮,红灯闪烁F=1 〜4 Hz表2:充电状态与指示灯对应关系电池温度监测如果需要调整上限温度或下限温度保护 点,用户可以通过同热敏电阻并联或串联一 个普通电阻来实现如果电池温度监测功能不需要,可以使 NTC脚悬空,或者接到VIN 片外功率管选择SLM6900的DRV管脚用于驱动片外功 率型PMOS场效应晶体管该PMOS管的性 能,会直接影响到电池的充电效率和稳定性SLM6900内部设有PMOS晶体管栅电 压钳位电路,能把片外功率管的栅电压开启 电压Vgs钳制在6.5V左右,因此,片外功率 管可以选用低VGS的型号,而不用担心由于 输入电压远超栅耐压而损坏外设。
一般情况 下,低Vgs型号的MOS管,具有更低的价格 和更高的导通性能,从而使充电效率更高该热敏电阻连接在N选择为了防止温度过高或者过低对电池造成损 坏,SLM6900内部集成有电池温度监测电路电池温度监测通过监测紧贴电池的负温度 系数的热敏电阻实现 与 芯片内了保证系纟管脚连接至在预充电和比较流 器的输入端段其低电压要保为工作在连对应正 常温度CC围)的根上限电感度点流公式:电压阈值为 1.46V,对应正常温度范围的下限温度点如果 NTC管脚的电压处于这个范围之内x则芯片正 常充电,否则表示电池的温度1太高或者太低, 充电其程将被暂感纹波、FS为开关频率,为了保 证在预管脚的上拉流充电均处于CC所I模负温AI 度系数的热敏电阻值在即为恒是充该的 100?根据 在上输入度点要求其值计为出电感值丿约对应 52°C),下限取值点时其值约为29KQ(约对应 ]°c)用户可以定电据具选用需要于充电合适的型阻较 号小的功率电感,同时为保证有较低的电磁辐射,电感最好为贴片式屏蔽电感 极管选择典型应用图中的D1和D2均为肖特基二极 管D1的作为是防止电池电流反灌到输入端, D2是电感的续流二极管这两个二极管的电 流能力均至少要比充电电流大,耐压也要大于 最高输入电压。
如果不用防反灌二极管D1,充电电路也 能正常工作,并且由于减去了 D1上的功耗, 输入、输出电容输入和输出的电容直接会影响到充电电 路工作的稳定性输入电容对输入电压起滤 波作用,需要吸收SLM69RCB布板考虑 管开关产生的较大纹波电流,因此输入电容 必须要良好的的滤波计对于保证用多个低00充电 ES电路长瓷电容并联非常重要更好的滤波效 果 SLM6900在充电时,DRV脚处于不断的开J果O关状态电容可以降低输出端输波容压、片外 改善瞬态场效应一般两况下特基UF极管JF电感等 陶的走线必可满足应用短要输入电容应该靠近PMOS管的源极同时为了减小开关纹波对SLM6900的干扰,在VIN与GND之间也应该布一个电容,这个电容要靠近SLM6900连接COMP引脚的补偿电容应该在 SLM6900的GND返回或离它尽可能近,这样 会防止GND。
