TP4054,CB4055A,锂电池充电管理芯片IC,TP4055,LTC4054

2020-08-28 11:00:16 fandoukeji

TP4054,CB4055A,锂电池充电管理芯片IC,TP4055,LTC4054


一、产品概述

   APS4054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。APS4054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,APS4054 将自动结束充电过程。当输入电压被移掉后,APS4054 自动进入低电流待机状态,将待机电流降至 1uA 以下。APS4054 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。

二、产品特性

1、预充电压:4.2V±1%。最大充电电流:500mA。

2、2.9V涓流充电阈值。

3、待机电流30uA。BAT超低自耗电1uA。

4、单独的充电、结束指示灯控制信号。

5、智能热调节功能可实现充电速率最大化。

6、C/10充电终止。智能再充电功能。

7、无需MOSFET、检测电阻器和隔离二极管。

8、封装形式:SOT23-5L。

三、内部框图

APS4054-01.jpg

四、封装及引脚功能描述

APS4054-02.jpg

APS4054,SOT23-5L

管脚序号

管脚名称

引脚类型

描述

1

CHRG

输出(O)

充电状态指示端。

2

GND

接地(P)

电源地。

3

BAT

输出(O)

电池正连接端。

4

VCC

电源(P)

输入电压正端。

5

PROG

输入(I)

恒流充电电流设置端。

1、CHRG: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。

2、GND:电源地

3、BAT: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。

4、VCC: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,APS4054将进入低功耗的停机模式,此时BAT管脚的消耗电流小于2uA。

5、PROG: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。

五、参考应用电路图
APS4054-03.jpg

六、电气特性

1、电气参数(无特殊说明,VIN=12V,Ta=25℃)

注意:典型参数值为25℃条件下测得的标准参数值。

符号

参数

测试条件

最小值

典型值

最大值

单位

VCC

输入电源电压


4.0

5

6

V

ICC

输入电源电流

充电模式,RPROG=2K


110

250

uA

待机模式(充电终止)


40

80

uA

停机模式(RPROG未连接,

VCC<VBAT,VCC<VUV,VCE=0V)


30

60

uA

VFLOAT

输出浮充电压

0℃≤TA≤85℃

4.158

4.2

4.242

V

IBAT

BAT引脚电流

RPROG=10K,电流模式

90

100

110

mA

RPROG=2K,电流模式

450

500

550

mA

待机模式(VCC=5V,VBAT=4.2V)

0

2

4

μA

停机模式(RPROG未连接或VCE=0V)


0

2

μA

睡眠模式,VCC=0


0

2

μA

ITRIKL

涓流充电电流

VBAT<VTRIKL,RPROG=2K

40

60

80

mA

VTRIKL

涓流充电阈值电压

RPROG=2K,VBAT上升

2.8

2.9

3.0

V

VTRHYS

涓流充电迟滞电压

RPROG=2K

60

80

100

mV

VUV

VCC欠压保护阈值电压

VCC上升

3.5

3.7

3.9

V

VUVHYS

VCC欠压保护迟滞电压

VCC下降

3.5

3.7

3.9

V

VASD

VCC-VBAT阈值电压

VCC上升

60

100

140

mV

VCC下降

5

30

50

mV

ITERM

C/10终止电流阈值

RPROG=10K

8

12

16

mA

RPROG=2K

40

60

80

mA

VPROG

PROG引脚电压

RPROG=2K,电流模式

0.9

1.0

1.1

V

VCHRG

CHRG引脚输出低电压

ICHRG=5 mA


0.3

0.6

V

ICHRG

CHRG引脚弱下拉电流

VCHRG=5V

8

20

40

μA

ΔVRECHRG

再充电电池阈值电压

VFLOAT-VRECHRG

70

100

150

mV

TLIM

限定温度模式结温



115


RON

功率FET导通电阻



800


TSS

软启动时间

IBAT=0至IBAT=1000V/RPROG


20


uS

TRECHRG

再充电比较器滤波时间

VBAT下降

1

2

3

mS

TTERM

结束比较器滤波时间

IBAT降至ICHG/10以下

1

2

3

mS

IPROG

PROG引脚上拉电流



1


μA

2、极限参数

注意:最大极限值是指超出该工作范围芯片可能会损坏。

符号

参数

额定值

单位

VCC

输入电源电压

-0.3~7

V

PROG

PROG脚电压

-0.3~0.3

V

BAT

BAT脚电压

-0.3~7

V

CHRG

CHRG脚电压

-0.3~7

V

TBAT_SHT

BAT脚短路持续时间

连续

IBAT

BAT脚电流

600

mA

IPROG

PROG脚电流

600

uA

TOP

工作环境温度

-40~85

TSTG

储存温度

-65~125

ESD

HBM

4000

V

MM

200

V

七、工作原理

APS4054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。APS4054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,APS4054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,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,APS4054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。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,APS4054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。

APS4054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,APS4054会自动减小充电电流。

八、应用说明

1、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。APS4054进入待机模式,此时输入电源电流降至30μA。

2、智能再充电

在待机模式中,APS4054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。

3、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0.3Ω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。

4、充电电流软启动

APS4054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。

5、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。

6、智能温度控制

APS4054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 APS4054 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。

7、手动停机

如果使 PROG 引脚浮空,APS4054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

九、封装信息(Packaging),SOT23-5L

SOT23-5L-03.jpg

十、注意

1、规格书、手册、文档中奥普尚、AOPSUN、OPSUN的文字名称和图形标识是深圳市奥普尚科技有限公司的注册商标。

2、奥普尚科技保留对规格书、手册、文档中所有产品在可靠性、功能和设计方面的改进作进一步说明的权利。

3、奥普尚科技拥有不事先通知而修改规格书、手册、文档的权利。

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6、规格书、手册、文档中提到的所有内容、参数、电路、图纸其目的仅仅是用来做参考设计说明,奥普尚科技不保证和

不表示这些应用没有更深入的修改就能适用于任何产品设计。

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