SD8950A同步降壓2A鋰電管理IC

1.5MHz同步降壓型鋰離子電池充電器SD8950A2A概括特征SD8950A是一款面向5V溝通適配器的2A鋰1.5MHz固定開關(guān)頻次離子電池充電器。它是采納1.5MHz固定頻次的同高達(dá)以上的輸出效率91%步降壓型變換器，所以擁有高達(dá)91%以上的充電效最大2.4A輸出電流率，自己發(fā)熱量極小。無需防反灌電流二極管SD8950A包含完好的充電停止電路、自動再充電和一個精準(zhǔn)度達(dá)±1%的4.2V預(yù)設(shè)充電電壓，內(nèi)無需外置功率MOS管或續(xù)流二極管精度達(dá)到±1%的4.2V充電電壓部集成了防反灌保護(hù)、輸出短路保護(hù)、芯片及電池充電狀態(tài)雙輸出、無電池和故障狀態(tài)顯示溫度保護(hù)等多種功能。C/10充電停止SD8950A采納帶散熱片的SOP8或MSOP8封待機(jī)模式下的供電電流為140uA裝，而且只要很少的外頭元器件，所以能夠被嵌入2.9V涓流充電在各樣手持式應(yīng)用中，作為大容量電池的高效充電軟啟動限制了浪涌電流器。電池溫度監(jiān)測功能輸出短路保護(hù)功能最大額定值采納8引腳SOP/MSOP封裝最大結(jié)溫：145℃應(yīng)用工作環(huán)境溫度范圍：-40℃~85℃儲存溫度范圍：-65℃~125℃數(shù)碼相機(jī)引腳溫度（焊接時間10秒）：260℃電子字典輸入電源電壓（Vcc）：-0.3V~6.5VGPSBAT：-0.3V~7V便攜式設(shè)施、各樣充電器LX：-0.3V~7V挪動電話VS：-0.3V~7V平板電腦NCHRG：-0.3V~8VMP3、MP4播放器NSTDBY：-0.3V~8VTS：-0.3V~8VBAT短路連續(xù)時間：連續(xù)1/111.5MHz鋰SD8950A2A同步降壓型離子電池充電器充電電流與電池電壓關(guān)系圖SD8950A圖3(不使用過溫保護(hù)功能)應(yīng)用提示芯片的高效散熱是保證芯片長時間保持較大充圖1電電流的前提。SOP8/MSOP封裝的外形尺寸較小，出于對芯片的散熱考慮，PC板的布局需特別注意。由此能夠最大幅度的增添可使用的充電電流，這一點特別重要。典型應(yīng)用用于耗散IC所產(chǎn)生的熱量的散熱通路從芯片至引線框架，并經(jīng)過底部的散熱片抵達(dá)PC板銅面。PC板的銅箔作為IC的主要散熱器，其面積要盡可能的廣闊，并向外延長至較大的銅箔地區(qū)，以便將熱量散布到周圍環(huán)境中。在PC擱置過孔至內(nèi)部層或反面層在改良充電器的整體熱性能方面也是有明顯成效，見圖4(第9頁)。在PC板SD8950A地點，擱置2.5*6.5mm的方形PADSD8950A作為SD8950A的散熱片，而且在PAD上擱置4個1.2mm孔徑、1.6mm孔間距的過孔作為散熱孔。芯片焊接時將焊錫從PC反面層灌進(jìn)，使SD8950A底部自帶散熱片與PC板散熱片有效連結(jié)，進(jìn)而保證SD8950A的高效散熱。芯片的高效散熱是保證芯片圖2(使用芯片電池過溫保護(hù)功能)長時間保持較大充電電流的前提。板上與充電IC沒關(guān)的其余熱源也需予以考慮，因為它們的自己溫度將對整體溫升和最大充電電流有所影響。2/112A1.5MHz步降壓型鋰離子電池充電器SD8950A同引腳功能表圖5.SD8950A引腳封裝圖引腳名稱說明1GND地2VCC電源端3NCHRG充電狀態(tài)指標(biāo)端4NSTDBY電池充電達(dá)成指示端5TS使能控制和電池溫度檢測輸入端6BAT電池電壓檢測端7VS輸出電流檢測端8LX開關(guān)端引腳說明GND(引腳1)：電源地。VCC(引腳2)：輸入電源電壓端。當(dāng)VCC與BAT管腳的電壓差小于30mV時，將進(jìn)入低功耗SD8950A的停機(jī)模式，此時BAT管腳的電流將小于2uA。NCHRG(引腳3)：充電狀態(tài)指示端。當(dāng)充電器向電池充電時，該管腳被內(nèi)部開關(guān)拉至低電平，表示充電正在進(jìn)行；不然該管腳處于高阻態(tài)。NSTDBY(引腳4)：充電達(dá)成指示端。當(dāng)電池充電達(dá)成時，該管腳被內(nèi)部開關(guān)拉至低電平，表示充電達(dá)成。不然該管腳處于高阻態(tài)。3/111.5MHz鋰SD8950A2A同步降壓型離子電池充電器TS(引腳5)：電池溫度檢測輸入端。將TS管腳接到電池的NTC傳感器的輸出端。假如TS管腳的電壓小于輸入電壓的45%或許大于輸入電壓的80%，意味著電池溫度過低或過高，則充電被暫停。假如TS直接接VCC，電池溫度檢測功能撤消，其余充電功能正常。假如TS直接接GND，則進(jìn)入待機(jī)模式，充電停止。BAT(引腳6)：電池連結(jié)端。將電池的正端連結(jié)到此管腳。在芯片被嚴(yán)禁工作或許睡眠模式時，BAT管腳的漏電流小于2uA。BAT管腳向電池供給充電電流和4.2V的限制電壓。VS(引腳7)：輸出電流檢測的正極輸入端。LX(引腳8)：內(nèi)置功率MOSFET連結(jié)點。LX為的電流輸出端與外面電感相連作為電池充電電SD8950A流的輸入端。直流電特征(如無特別說明，VCC=5V5%，TA=25℃)符號參數(shù)條件最小值典型值最大單位值Vcc輸入電源電壓3.856.5V輸入電源電流充電模式250500uAIcc待機(jī)模式（充電停止）220280uA停機(jī)模式（Vcc<VBAT或190280uACC）V<VUVV穩(wěn)固輸出（浮充）電壓A≤85℃4.1584.24.242VFLOATBAT引腳電流：（電流模Rs=0.1ohm,電流模式90010001100mA式測試條件是V=3.8V）Rs=0.05ohm,電流模式180020002200mAIBAT待機(jī)模式，V=4.2V0-2.7-5uABATBAT停機(jī)模式（Vcc<VBAT±1±2uA或CCUV）涓流充電電流V<V，mAV<VIBATTRIKL140200260TRIKLRs=0.05ohm,電流模式V涓流充門限電壓Rs=0.05ohm，V上漲2.82.93.0VTRIKLBATVTRHYS涓流充電遲滯電壓Rs=0.05ohm60100140mVVV欠壓閉鎖門限從V低至高3.553.73.85VUVCCCCVVcc欠壓閉鎖遲滯150200300mVUVHYSV-V閉鎖門限電壓Vcc從低至高120200300mVVASDCCBATVcc從高到低204060mVIC/10停止電流門限Rs=0.1ohm100mATERMRs=0.05ohm200mA4/111.5MHz同步降壓型鋰離子電池充電器SD8950A2AVNCHRGNCHRG引腳輸出低電壓INCHRG=5mA0.30.6VNSTDBYNSTDBY引腳輸出低電平INSTDBY=5mA0.30.6VVVTS-HTS引腳高端翻轉(zhuǎn)電壓8082%VccVTS-LTS引腳低端翻轉(zhuǎn)電壓V-V1404345mV%VccV再充電電池門限電壓200320RECHRGFLOATRECHRGfosc振蕩頻次1.31.51.7MHzRPFETPMOSFET導(dǎo)“通”電阻150mΩRNFETNMOSFET導(dǎo)“通”電阻120mΩTLIM限制溫度模式中的結(jié)溫145℃tss軟啟動時間20ust再充電比較器濾波時間V高至低0.81.84msRECHRGBATt停止比較器濾波時間I降至I/10一下0.81.84msTERMBATCHR5/111.5MHz鋰SD8950A2A同步降壓型離子電池充電器工作原理SD8950A是一款面向5V交充適配器的2A鋰離子電池充電器。它是采納1.5MHz固定頻次的同步降壓型變換器，利用芯片內(nèi)部的功率晶體管對電池進(jìn)行涓流、恒流和恒壓充電。充電電流能夠用外面電阻編程設(shè)定，最大連續(xù)充電電流可達(dá)2A，不需要另加防倒灌二極管。擁有高達(dá)90%以上的充電效率，且自己發(fā)熱量極小。SD8950A包含兩個漏極開路輸出的狀態(tài)指示端，充電狀態(tài)指示端NCHRG和充電滿狀態(tài)指示端NSTDBY。芯片內(nèi)部的功率管理電路在芯片結(jié)溫超出145℃時自動降低充電電流，這個功能能夠使用戶最大限度的利用芯片辦理能力，不用擔(dān)憂芯片過熱而破壞芯片或許破壞外面元器件。當(dāng)輸入電壓大于電源低電壓檢測閾，SD8950A開始對電池充電，NCHRG管腳輸出低電平，表示充電正在進(jìn)行。假如電池電壓低于2.9V，充電器用小電流對電池進(jìn)行涓流預(yù)充電。恒流模式對電池充電時，充電電流由RS確立。當(dāng)電池電壓湊近4.2V時，充電電流將漸漸減小，SD8950A進(jìn)入恒壓模式。當(dāng)充電電流減小到充電結(jié)束閾值時，充電周期結(jié)束，NCHRG端輸出高阻態(tài)，NSTDBY端輸出低電平。充電結(jié)束閾值是恒流充電的電流的10%。電池電壓降到再充電閾值以下時，SD8950A自動開始新的充電周期。芯片內(nèi)部的高精度的電壓基準(zhǔn)源，偏差放大器和電阻分壓網(wǎng)絡(luò)保證電池端調(diào)制電壓的進(jìn)度在1%之內(nèi)，知足了鋰離子電池和鋰聚合物電池精準(zhǔn)充電的要求。當(dāng)輸入電壓掉電或許輸入電壓低于電池電壓時，充電器進(jìn)入低功耗的睡眠模式，電池端耗費的電流小于3uA，進(jìn)而增添了待機(jī)時間。

充電電流的設(shè)定電池充電的電流I,由連結(jié)在VS端及BAT端的BAT外面電流檢測電阻Rs確立(圖6)，Rs可由該電阻兩頭的調(diào)整閾值電壓Vs和恒流充電電流的比值來確立，恒流狀態(tài)下Rs兩頭的電壓為100mV。SD8950A圖6設(shè)定電阻器和充電電流采納以下公式來計算：Rs=0.1V/IBAT（電流單位A，電阻單位）當(dāng)舉例：需要設(shè)置充電電流1A，帶入公式計算得Rs=0Ω.1表1：Rs及其對應(yīng)的恒流充電電流6/111.5MHz鋰SD8950A2A同步降壓型離子電池充電器充電停止當(dāng)充電電流在達(dá)到最后懸浮電壓以后降至設(shè)定值的1/10時，充電循環(huán)被停止。該條件是采納一個內(nèi)部濾波比較器對Rs的壓降進(jìn)行監(jiān)控來檢測的。當(dāng)Rs兩頭電壓差至10mV以下的時間超出tTERM（一般為1.8ms）時，充電被停止，充電電流被鎖斷。SD8950A進(jìn)入待機(jī)模式，此時輸入電源電流降至140uA。（注：C/10停止在涓流充電模式和熱限制充電模式中無效）。充電時，BAT引腳上的瞬變負(fù)載會使Rs兩頭電壓在DC充電電流降至設(shè)定值的1/10之間短暫的降至10mV以下。停止比較器上的1.8ms濾波時間tTERM）保證這類性質(zhì)的瞬變負(fù)載不會致使充電循環(huán)過早停止。一旦均勻電流降至設(shè)定值的1/10一下，SD8950A即停止充電循環(huán)。在這類狀態(tài)下，BAT引腳上的全部負(fù)載都一定由電池來供電。在待機(jī)模式中，SD8950A對BAT引腳電壓進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控。假如該引腳電壓降到4.05V的再充電門限（V）以下，則另一個充電循環(huán)開始并在RECHRG此向電池供給電流。充電狀態(tài)指示SD8950A有兩個漏極開路狀態(tài)指示輸出端，NCHRG和NSTDBY。當(dāng)充電器處于充電狀態(tài)時，NCHRG被拉至低電平，其余狀態(tài)時NCHRG處于高阻態(tài)。當(dāng)電池的溫度處于正常溫度范圍以外，NCHRG和NSTDBY管腳都處于高阻態(tài)。當(dāng)TS端按典型接法使用時，電池沒接到充電器SD8950A判斷為故障狀態(tài)，紅燈和綠燈都不亮。在TS腳接VCC時，電池溫度檢測不起作用，此時，若電池沒接到充電器，NCHRG腳輸出脈沖信號表示沒有安裝電池。當(dāng)BAT管腳的外接電容為10uF時NCHRG閃耀頻次約1-4秒。當(dāng)不需要指示功能時，將不用的狀態(tài)指示輸出接到地。

表2：充電狀態(tài)與指示燈對應(yīng)關(guān)系過溫保護(hù)假如芯片溫度升至140℃的預(yù)設(shè)值以上，則一個內(nèi)部熱反應(yīng)環(huán)路將減小充電電流，直到150℃以上電流減小至0。該功能能夠防備SD8950A過熱，并同意用戶在SD8950A同意范圍內(nèi)提升給定電路板功率辦理能力。電池過溫監(jiān)測為了防備溫度過高或許過低對電池造成破壞，SD8950A內(nèi)部集成有電池溫度監(jiān)測電路。電池溫度監(jiān)測是通過測量TS管腳的電壓實現(xiàn)的，TS管腳的電壓濕疣電池內(nèi)的NTC熱敏電阻和一個電阻分壓網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的，如圖2所示。SD8950A將TS管腳的電壓同芯片內(nèi)部的兩個閾值VLOW和VHIGH對比較，以確認(rèn)電池的溫度能否超出正常范圍。在SD8950A內(nèi)部，VLOW被固定在45%×Vcc，VHIGH被設(shè)定在80%×Vcc。假如TS管腳的電壓VTS<VLOW和或許VTS>VHIGH，則表示電池的溫度太高或許太低，充電過程將被暫停。7/111.5MHz鋰SD8950A2A同步降壓型離子電池充電器假如將TS管腳接到VCC上，則電池的溫度的監(jiān)測功能被嚴(yán)禁。圖2中R1和R2的值要依據(jù)電池的溫度監(jiān)測范和熱敏電阻的電阻值來確立，現(xiàn)舉例說明：假定設(shè)定的溫度范圍為VL~VH，電池中使用的是副溫度系數(shù)熱敏電阻（NTC），RTL為其在溫度TL時的電阻值，RTH為其在溫度TH時的電阻值，則RTL>RTH。在溫度TL時，第一管腳TS端的電壓為：R||R2TLVTEMPLVINRR||R12TL在溫度TH時，第一管腳TS端的電壓為：2THR||RVVTEMPHIN12THR||R由VTEMPL=VHIGH=k2×Vcc(k2=0.8)VTEMPH=VLOW=k1Vcc(k1=0×.45)可得：RRR(KTLTH21K)KK)112)RR)KK2(RTLTH12RR(K2TLTHK1)TH2R(K

手動停機(jī)在充電循環(huán)的任何時刻，都能經(jīng)過把TS端接GND來把SD8950A置于待機(jī)模式。這使得充電圍停止，而且電池漏電流降至2uA以下。從頭開釋TS端將恢復(fù)或啟動一個新的充電循環(huán)。限流及輸出短路保護(hù)SD8950A內(nèi)部集成多種保護(hù)，芯片輸入端限流最大峰值電流3.5A，以防備電流過大惹起芯片破壞。當(dāng)輸出端電壓低于約1.2V，芯片進(jìn)入短路保護(hù)模式，芯片輸入電流限流為最大峰值電流的10%約350mA。電流大小隨輸入電壓的不一樣有差別。欠壓閉鎖一個內(nèi)部欠壓閉鎖電路對輸入電壓進(jìn)行監(jiān)控，并在Vcc升至欠壓閉鎖門限以上以前使充電器保持在停機(jī)模式。UVLO電路將使充電器保持在停機(jī)模式。假如UVLO比較器發(fā)生跳變，則在Vcc升至比電池電壓高120mV以前充電器將不會退出停機(jī)模式。R(KKKTL11同理，假如電池內(nèi)部是正溫度系數(shù)（熱敏電阻，則RTL<RTH，能夠計算獲得：RR(KR1TLTHR22K)1(RR)KKTHTL12RR(K2TLTHK1)TL2R(KR(KKK)TH112

PTC）的KK)12

自動重啟一次充電循環(huán)達(dá)成后，SD8950A立刻采納一個擁有1.8ms濾波時間（tRECHARGE）的比較器來對BAT腳上的電壓進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控。當(dāng)電池電壓降至4.05V（大概對應(yīng)于電池容量的80%至90%）以下時，充電循環(huán)從頭開始。這保證了電池被保持從上邊的推導(dǎo)中能夠看出，待設(shè)定的溫度單位與電源電壓Vcc沒關(guān)，僅與R1、R2、RTH、RTL有關(guān)；、RTH、RTL能夠經(jīng)過查閱有關(guān)的電池手冊能夠得悉。在實質(zhì)應(yīng)用中，若只關(guān)懷某一端的溫度特征，比方過熱保護(hù)，能夠只接R1。8/11

在（或湊近）一個滿充電狀態(tài)，并免去了進(jìn)行周期性充電循環(huán)啟動的需要。再充電過程中，NCHRG引腳輸出進(jìn)入強(qiáng)下拉狀態(tài)。1.5MHz鋰SD8950A2A同步降壓型離子電池充電器白光LED驅(qū)動散熱考慮能夠利用4串干電池作輸入(6V)，使SD8950ASOP8/MSOP封裝的外形尺寸較小，出于對芯片輸出直接驅(qū)動WLED，因為白光LED導(dǎo)通工作電壓的散熱考慮，PC板的布局需特別注意。由此能夠最3.6V左右，此時處于恒流階段。SD8950A能夠為大幅度的增添可使用的充電電流，這一點特別重要。單顆白光LED或許多顆并聯(lián)的白光LED供給高效、用于耗散IC所產(chǎn)生的熱量的散熱通路從芯片至引線穩(wěn)固驅(qū)動電流，并有輸出4.2V限壓保護(hù)。驅(qū)動電流框架，并經(jīng)過底部的散熱片抵達(dá)PC板銅面。PC板的的調(diào)整依據(jù)Rs設(shè)置，能夠驅(qū)動0.5W-7W白光LED。銅箔作為IC的主要散熱器，其面積要盡可能的廣闊，并向外延長至較大的銅箔地區(qū)，以便將熱量散布到四周環(huán)境中。輸入、輸出電容在PC擱置過孔至內(nèi)部層或反面層在改良充電器能夠