多節(jié)鋰電充電管理

1、開關(guān)型鋰/鉛酸電池充電管理芯片 HB6290功能特性簡(jiǎn)述適用于2至4節(jié)鋰離子/鋰聚合物，2 節(jié)鉛酸電池高效率電流模 PW腕電器%的充電電壓控制精度可編程充電電流控制恒壓充電電壓值可通過外接電阻微調(diào)智能電池檢測(cè)軟啟動(dòng)開關(guān)頻率600KHzLED充電狀態(tài)指示短路檢測(cè)，保護(hù)電池充電過壓保護(hù)輸入管腳最大耐壓20V外置電池溫度檢測(cè)內(nèi)置充電時(shí)間限制工作環(huán)境溫度范圍：-20 C70 CMSOP-1C封裝可選型號(hào)HB6290B 二節(jié)鋰電HB6290C三節(jié)鋰電HB6290D 四節(jié)鋰電HB6290F 12V鉛酸電池應(yīng)用手持設(shè)備充電器移動(dòng)儀器概述HB6290為開關(guān)型1至4節(jié)鋰離子/鋰聚 合物，單節(jié)或2節(jié)鉛酸電池充電管

2、理芯片， 非常適合于便攜式設(shè)備的充電管理應(yīng)用。 HB6290集高精度電壓和電流調(diào)節(jié)器、預(yù)充、 充電狀態(tài)指示和充電截止等功能于一體，采用 MSOP-10封裝。HB6290對(duì)電池充電分為 三個(gè)階段： 預(yù)充(Pre-charge )、恒流(CC/Co nsta ntCurre nt )、恒壓(CV/C on sta nt Voltage )過程，恒流充電 電流通過外部電阻決定，恒壓充電電壓可通過外部電阻微調(diào)。 HB6290集成電池溫度檢 測(cè)，過壓及短路保護(hù)，確保芯片安全工作。HB6290集成智能電池檢測(cè)功能及超時(shí)錯(cuò)誤 恢復(fù)功能，方便用戶使用。典型應(yīng)用電路Vin!LTHA A ft-zU=.rSTAT

3、1VTRIMl JSIAIIVTRIIV2k Q尸STAT2IQPTO I r I £-ISET2k Q*O KI oVCCSNSSWBAT1uFGNDNTC10uFRtrim w.-W'/_20k Q10uH10k Q100mQ(1%)10uFBAT管腳定義HB6290 MSOP-10封裝_1_STAT1VTRIM_10_STAT2ISET_3_VCCSNS_8_4_GATEBAT_7_5_GNDNTC序號(hào)符號(hào)I/O描述1STAT1O(STAT1)綠(STAT2)紅描述2STAT2O滅滅沒有充電或無電池滅亮正在充電亮滅充電完成滅脈沖故障狀態(tài)（超時(shí)和過壓）滅2Hz脈沖故障狀態(tài)

4、 （充電暫停）3VCCI輸入電源4GATEO輸出開關(guān)驅(qū)動(dòng)5GND-模擬地6NTC-電池溫度檢測(cè)輸入端，外接熱敏電阻到地，或取消直接接地7BATI電池檢測(cè)輸入端&電流檢測(cè)輸入負(fù)端8SNSI電流檢測(cè)輸入正端9ISETI外接電阻設(shè)置預(yù)充電，恒流充電和截止充電電流10VTRIMI外接電阻，與地或者與 BAT腳之間，微調(diào)恒壓值模塊功能框圖DRV CPMOTPOVPltjVref-1BandgapSCVrchJV_poffVlowvTapeVSSCon trolLogicSTAT1STAT2VCCNTC-600kHz-OSCCSSlopeBat_detectETsuISET推薦工作條件最小典型最大

5、單位STAT1, STAT2, VCC020VVCC-GATE08V電壓范圍VTRIM, BAT, SNS014VISET, NTC06VSNS-BATV工作結(jié)溫0125C電氣參數(shù)典型情況 Temp=25C VCC=10V參數(shù)符號(hào)測(cè)試條件最小典型最大單位輸入電流VCC供電電流I VCC開關(guān)模式10mA電池SLEEP放電電流I SLPVCC<VAT+250mV orUVLO10A電壓調(diào)整輸出恒壓VoREG單節(jié)鋰電池V雙節(jié)鋰電池二節(jié)鋰電池四節(jié)鋰電池單節(jié)鉛酸電池雙節(jié)鉛酸電池輸出恒壓精度%+%電流調(diào)整檢測(cè)電阻Rsns兩端 電壓Vireg快速充電且 RsET=20k Q100mV恒流設(shè)置電壓Vis

6、etVlow<ai<Voreg1V恒流設(shè)置系數(shù)Kiset2000V/A總充電時(shí)間Tallh預(yù)充電預(yù)充電檢測(cè)電阻 Fns兩端電壓VlPRE預(yù)充電；鋰電池且 RsET=20k Q40mV預(yù)充電檢測(cè)電阻R5NS兩端電壓VlPRE預(yù)充電；鉛酸電池且 RsET=20k Q20mV預(yù)充電轉(zhuǎn)快充閾 值電壓Vlowv單節(jié)鋰電池3V雙節(jié)鋰電池6二節(jié)鋰電池9四節(jié)鋰電池12單節(jié)鉛酸電池雙節(jié)鉛酸電池轉(zhuǎn)換延遲時(shí)間電壓上升沿30ms預(yù)充電時(shí)間Tpre1800s充電截止充電截止檢測(cè)電 阻RSns兩端電壓VlTERM快速充電；鋰電池且 RsET=20k Q10mV充電截止檢測(cè)電 阻RSns兩端電壓VlTERM快速

7、充電；鉛酸電池且 RsET=20k Q20mV延遲時(shí)間電壓上升或者下降30ms充電截止計(jì)時(shí)電 阻Rns兩端電壓VlTAPE快速充電；鋰電池且 RsET=20k Q20mV充電截止計(jì)時(shí)電 阻Fns兩端電壓VlTAPE快速充電；鉛酸電 池且 RsET=20k Q40mV延遲時(shí)間電壓下降沿30msTAPE截止計(jì)時(shí)Ttape1800s再充電電壓再充電閾值電壓Vrch單節(jié)鋰電池V雙節(jié)鋰電池二節(jié)鋰電池四節(jié)鋰電池單節(jié)鉛酸電池雙節(jié)鉛酸電池延遲時(shí)間電壓下降沿30msSTAT1和STAT2驅(qū)動(dòng)輸出低電平輸出飽和電流STATxI O輸出電壓10mA電池溫度檢測(cè)NTC輸出電流I NTCV NTC =40ANTC高溫閾

8、值Vntc-hotVntc下降沿200mVNTC低溫閾值Vntc-coldVntc上升沿V延遲時(shí)間電壓上升和下降沿30msUVLO欠壓及睡眠模式IC使能電壓閾值VuvloVCC上升，單節(jié)鋰電 池V雙節(jié)，三節(jié)，四節(jié) 鋰電池單節(jié)鉛酸雙節(jié)鉛酸IC使能遲滯Vhys每節(jié)電池200mV睡眠模式VslprVCC-VBAT上升400mVVslpfVCC-Vat下降200PWM開關(guān)振蕩頻率Fosc600kHz最大占空比DMax98%最小占空比Dmin0%電池檢測(cè)超時(shí)錯(cuò)誤檢測(cè)電流I DETECTVbat<Vch2mA放電電流I DISCHRG1400uA放電時(shí)間Tdischrgi1s喚醒電流I WAKE2m

9、A喚醒時(shí)間Twakes截止放電電流I DISCHRG2充電截止，VbA1=VV)reg400A截止放電時(shí)間TDISCHRG2250ms保護(hù)過壓保護(hù)閾值Vovp117%Vreg短路BAT電壓閾 值VshortBAT下降，單節(jié)鋰2V雙節(jié)鋰電池4二節(jié)鋰電池6四節(jié)鋰電池8單節(jié)鉛酸電池雙節(jié)鉛酸電池短路電流I SHORTVbaT<=Mhort25mA內(nèi)置溫度保護(hù)閾 值Ttemp150C溫度遲滯Thys25GATE驅(qū)動(dòng)輸出上升時(shí)間TrCGAT=2nF,10%to90%20ns下降時(shí)間TfCGAT=2nF,90%to10%50驅(qū)動(dòng)輸出clamp電壓VclampVCC>8VCC-7VVCC<8

10、0典型波形SAVE_REClek JL 沏 pm pqs*CHS 5,00V M SMntf22-MOV-11 1E 創(chuàng)SEW格式RMP關(guān)干存團(tuán)像選擇文件夾儲(chǔ)存TEK0002.BMFCH2 / 62弭645.318kH?圖1快沖模式開關(guān)驅(qū)動(dòng)波形SAVt Htu存圖像格式關(guān)于存圖像選擇文件夾儲(chǔ)存TEKOOO1.BMF-圖2恒壓模式開關(guān)驅(qū)動(dòng)波形工作流程圖啟動(dòng)預(yù)充電預(yù)充電YesVBat<VLowv時(shí)間計(jì)數(shù)指示正在充電No暫停充電No指示充電暫停YesNoNoYesYesNo預(yù)充電時(shí)間到Y(jié)esYes快速充電時(shí)間到Y(jié)esNo指示錯(cuò)誤狀態(tài)YesNoVat<VowvYesNoNoNo充電截止檢測(cè)

11、YesYes指示正在充電NoNo換電池YesYes啟動(dòng)快速充電 時(shí)間計(jì)數(shù)Bat<V?chMat>*chVBAT>V?CHVbat<V?chVbat<Vowv錯(cuò)誤狀態(tài)；使能I DETECT停止充電；使能IDISCHRG2 時(shí)間 TdISCHRG2指示電池不在CC/CV"%指示正在充電f暫停充電1指示充電暫停Vntc-hot<VjtcNoNor關(guān)斷 I DETECT指示錯(cuò)誤狀態(tài)Yes錯(cuò)誤狀態(tài)指示錯(cuò)誤狀態(tài)Lj充電完成L-指示充電完成電池移除功能描述充電流程電池檢測(cè)對(duì)于電池不在的情形,BAT腳的電壓會(huì)在0和VOvp之間不斷翻轉(zhuǎn)直到新電池插入。睡眠模式移除輸

12、入電源進(jìn)入睡眠模式。當(dāng)VCC電壓低于UVLO閾值，或VCC低于VBAT+250mVHB6290進(jìn)入睡眠模式，電池放電電流達(dá)到最小。充電電流設(shè)定電池恒流充電電流值I CHARG由下式計(jì)算可得：K ISET VISETI CHARGE rsns riset其中，Viset是ISET腳的輸出電壓，在恒流充電階段為IV，在預(yù)充電階段為。RSns為外部電流檢測(cè)電阻，Kset為增益系數(shù)，單位為 V/A。在恒流充電電流確定之后，對(duì)于鋰電池，預(yù)充電電流為40%*Icharg，而充電截止電流為10%* I CHARGE對(duì)于鉛酸電池，預(yù)充電電流為20%*I CHARG，而充電截止電流為 20%* I CHARGE

13、充電截止電流在恒壓階段，充電電流在 Rsns電阻兩端的壓降減少到 Vterm, HB6290內(nèi)部產(chǎn)生EOC信號(hào)， 充電截止。同時(shí)，當(dāng)充電電流在FSns電阻兩端的壓降為 VterM的兩倍時(shí)，芯片內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生一個(gè) TAPE信 號(hào)，如果在半個(gè)小時(shí)后充電電流仍然沒有下降到Vterm,充電截至。充電電壓設(shè)定電池電壓檢測(cè) BAT和 GND卻之間的壓差。對(duì)于鋰電池，當(dāng)每節(jié)電池電壓低于2V時(shí)進(jìn)入短路電流檢測(cè)模式；當(dāng)每節(jié)電池電壓低于3V時(shí)進(jìn)入預(yù)充電模式；每節(jié)電池充電截止電壓為。充電完成后，如果每節(jié)電池由于電流泄 露下降到以下時(shí)，進(jìn)入再充電周期。對(duì)于鉛酸電池，當(dāng)單節(jié)電池電壓低于，雙節(jié)電池低于時(shí)進(jìn)入短路電流檢測(cè)模式；

14、當(dāng)每節(jié)電池電壓低于時(shí)進(jìn)入預(yù)充電模式；每節(jié)電池充電截止電壓為。充電完成后，如果每節(jié)電池由于電流泄露下降到以下時(shí)，進(jìn)入再充電周期。電池溫度檢測(cè)HB6290外接NTC熱敏電阻到地，監(jiān)測(cè)電池溫度并當(dāng)溫度在閾值之外時(shí)中止充電。當(dāng)NTC腳電壓在高溫時(shí)低于 200mV或者低溫時(shí)高于，HB6290將暫停充電并且內(nèi)部時(shí)鐘停止計(jì)時(shí)。 當(dāng)NTC檢測(cè)電壓回復(fù)正常范圍， 繼續(xù)充電并恢復(fù)計(jì)時(shí)。NTC熱敏電阻應(yīng)該緊鄰電池包裝放置。取消電池溫度檢測(cè)功能，只需要將NTC腳接地即可。充電狀態(tài)指示開漏輸出腳STAT1 （綠燈）和STAT2 （紅燈）指示如下表。STAT1 （綠燈）STAT2 （紅燈）指示狀態(tài)滅滅:沒有充電，無電池或

15、睡眠模式滅亮正在充電亮滅充電完成滅脈沖故障狀態(tài)（超時(shí)或過壓）滅2Hz脈沖故障狀態(tài)（充電暫停）超時(shí)錯(cuò)誤恢復(fù)由工作流程圖所示，HB6290提供充電超時(shí)錯(cuò)誤（包括預(yù)充電超時(shí)和總充電時(shí)間超時(shí)） 的恢復(fù)機(jī)制?？偨Y(jié)如下：情況1： Vbat電壓大于再充電閾值電壓并發(fā)生超時(shí)錯(cuò)誤?；謴?fù)機(jī)制：由于電池對(duì)負(fù)載放電，自放電或者是電池移除，使得電池檢測(cè)電壓降到再 充電閾值電壓以下，此時(shí)，HB6290清除錯(cuò)誤狀態(tài)，并進(jìn)入無電池檢測(cè)過程。此外，上電復(fù)位可以清除這種超時(shí)錯(cuò)誤狀態(tài)。情況2： Vbat電壓低于再充電閾值電壓并發(fā)生超時(shí)錯(cuò)誤?；謴?fù)機(jī)制：發(fā)生這種情況時(shí)，HB6290使能一個(gè)I detect電流。這個(gè)小電流可用來檢測(cè)電池

16、 在不在。只要電池電壓低于再充電電壓，該電流一直保持。如果電池電壓高于再充電電壓， 那么HB6290取消I detec電流，并執(zhí)行情況1的恢復(fù)機(jī)制。就是一旦電池電壓又低于再充電閾 值電壓時(shí)，HB6290清除超時(shí)錯(cuò)誤，并進(jìn)入無電池檢測(cè)過程。上電復(fù)位也可以清除這種超時(shí) 錯(cuò)誤狀態(tài)。輸出過電壓保護(hù)HB6290內(nèi)置過電壓保護(hù)功能。當(dāng)電池電壓過高時(shí)，比如說電池突然移除時(shí)產(chǎn)生的過電壓，該功能可以保護(hù)器件本身和其他元器件。當(dāng)檢測(cè)到過電壓時(shí)，該功能立即關(guān)閉pwm并指示錯(cuò)誤。當(dāng)電池電壓低于再充電閾值電壓時(shí)，該錯(cuò)誤解除。恒壓輸出的微調(diào)測(cè)出恒壓輸出的電壓值Vcv，把Vcv向上微調(diào)，將微調(diào)電阻Rtrim接在VTRIM腳

17、與地之間;把VCv向下微調(diào)，將微調(diào)電阻Rtrim接在VTRIM腳與BAT腳之間。電阻 Rtrim阻值大小公式為：a.單節(jié)鋰電池RtrimVcv4.2 Vcvb.雙節(jié)鋰電池VcvRtrim8.4 Vcv2Rc.三節(jié)鋰電池RtrimVcv12.6 Vcvd.四節(jié)鋰電池RtrimVcv16.8 Vcv4Re.單節(jié)鉛酸電池RtrimVcv7.2 Vcvf.雙節(jié)鉛酸電池VCV14.4 Vcv2R其中 R=40kQo封裝和包裝尺寸cSymbolDimens ions In MillimetersD i mens i onsIn InchesMinMaxU?nMaxA0. 821,1000 Q320.043

18、Al0. 0200. 1500 0010.0060. 7500. 9500 0300.037b0. 100 2S00 0070.011c0.0900. 2300. 0040.009D2, SOO100Q11斗0. 12ZeO.5O(BSC)0.020(BSC)Et2. 9003. 1000. 1140. 122E14. 7505. 3c0r 0. 1870. 199L0. 4000. 8000 0160.031oc6°0fl鏟SOP-10 Tape and Reel DimensionsCarrier TapeBO© © ®r© ©AO D0POI_F eeding Direct io nReel-H LSH -Tape StzoReel SizeMNWW1HKSQRV12mm0330O330.00 ±0 50097.00±0.101300 ±0.3017.40 xl.OOO13.