PW4052充電管理 IC

MILL米

概述
PW4052 是一顆適用于單節(jié)鋰電池的、具有恒壓/恒流充電模式的充電管理 IC。該芯片采用開(kāi)關(guān)型的工作模式， 能夠?yàn)閱喂?jié)鋰電池提供快速、 高效且簡(jiǎn)單的充電管理解決方案。
PW4052 采用三段式充電管理，當(dāng)電池電壓低于 2.9V（Typ）時(shí)，采用涓流模式充電， 充電電流為滿充電流的 2/10（Typ） ；當(dāng)電池電壓高于 2.9V（Typ）時(shí)，采用全電流充電， 充電電流由外部的 SENSE 電阻設(shè)定；當(dāng)電池接近浮充電壓時(shí)， 采用恒壓充電，充電電流逐漸減��； 當(dāng)充電電流減小至 2/10（Typ）電流時(shí)， 充電完成；如果電池電壓降低至再充電電壓 4.05V（Typ）時(shí)， PW4052 會(huì)再次重啟充電； 當(dāng)去掉輸入電源時(shí)，芯片自動(dòng)進(jìn)入休眠模式， 電池的漏電電流降至 2uA（Typ） 。
PW4052 內(nèi)置防倒灌功能，不需要額外的外部二極管； PW4052 還設(shè)計(jì)有欠壓保護(hù)、芯片過(guò)溫保護(hù)等保護(hù)功能； 該芯片提供 SOP8-EP 封裝  



特點(diǎn)
輸入電壓范圍： 4.7V~5.5V；
恒壓/恒流模式充電；
1MHz（Typ） 固定開(kāi)關(guān)頻率；
充電效率高達(dá) 90%以上
內(nèi)置防倒灌功能， 不需要外部二極管；
充電電壓 4.2V±1%
充電電流外部可設(shè)置  

涓流充電；
自動(dòng)再充電；
休眠模式；
雙燈顯示充電狀態(tài)
欠壓保護(hù)
過(guò)溫保護(hù)  


應(yīng)用
備用電源；
便攜式設(shè)備；
鋰電池充電器；
手持設(shè)備  


典型應(yīng)用電路

封裝和引腳



極限參數(shù)
輸入電源電壓 VIN ...............................................................................................................-0.3~6.5V
輸入/輸出引腳電壓引腳 .....................................................................................................-0.3~6.5V
VIN/GND/SW 端輸入輸出電流 IVIN/GND/SW............................................................................3.0 A
結(jié)工作溫度 TJ ...................................................................................................................-40~150℃
儲(chǔ)存溫度 ...........................................................................................................................-55℃~150℃
焊接溫度（錫焊， 10 秒） .................................................................................................260℃  
注: 超出所列的極限參數(shù)可能導(dǎo)致器件的永久性損壞。以上給出的僅僅是極限范圍，在這樣的極限條件下工作，器件的技術(shù)指標(biāo)將得不到保證，長(zhǎng)期在這種條件下還會(huì)影響器件的可靠性。  



推薦工作范圍
⚫ 輸入電源電壓 VCC ...................................................................................................................4.7V~5.5V
⚫ 結(jié)工作溫度 TJ ........................................................................................................................-20~125℃

功能框圖
  

原理描述
PW4052 是一款恒流/恒壓鋰電池充電控制器， 采用了電流模式 PWM 降壓開(kāi)關(guān)型架構(gòu)， 其充電電流由外接于 SEN 和 BAT 引腳的檢測(cè)電阻來(lái)設(shè)定， 單節(jié)電池的浮充電壓由內(nèi)部設(shè)定為 4.20V(典型值)。
當(dāng) VIN 輸入電壓比電池電壓高 100mV 以上時(shí)， 充電周期開(kāi)始;在充電周期開(kāi)始時(shí)， 如果電池電壓低于涓流充電閾值， 充電 IC 進(jìn)入涓流充電模式， 涓流充電電流由芯片內(nèi)部設(shè)定為 2/10 的滿充電流。 當(dāng)電池電壓超過(guò)涓流充電閾值， 充電器進(jìn)入滿充恒流充電模式； 在恒流充電模式中， 充電電流通過(guò)外部的檢測(cè)電阻 R5 和一個(gè)
內(nèi)部 100mV 的參考電壓來(lái)設(shè)定:  IBAT= 100mV/Rsen
當(dāng)電池電壓接近于浮充電壓時(shí)， 充電電流開(kāi)始減小。 當(dāng)充電電流降低到 2/10 的滿充電流時(shí)， 充電周期終止， 內(nèi)部比較器會(huì)關(guān)斷 CHRG 腳處的下拉 NMOSFET， CHRG 腳為高阻抗。 如果要重新啟動(dòng)充電周期， 可以去掉輸入電壓并重新輸入或?qū)⒊潆娖麝P(guān)斷片刻。 同樣， 如果電池的電壓降低到再充電閾電壓以下時(shí)， 一個(gè)新的充電周期又開(kāi)始。 電池充滿后， 如果輸入電壓未去除， 則關(guān)斷充電器； 當(dāng)輸入電壓去除時(shí)， 充電器則進(jìn)入休眠模式， 這樣極大地減小了電池電流消耗且增加了待機(jī)時(shí)間。 電控制 N-MOSFET 管 Q2 導(dǎo)通。這時(shí)，既可以使用充
電器對(duì)電池充電，也可以通過(guò)負(fù)載使電池放電。  



工作流程圖  


充電條件和模式
PW4052 實(shí)時(shí)檢測(cè)電池電壓。 如果電池電壓比最小涓流電壓閾值低， PW4052 會(huì)在涓流模式下對(duì)電池進(jìn)行充電，涓流電流為 10%的滿額充電電流， 圖 2 為一個(gè)典型的充電流程圖

  
充電終止和再充電
PW4052 在恒壓充電階段實(shí)時(shí)檢測(cè)充電電流， 在充電電流下降到充電中止電流閾值時(shí)充電中止且顯示充電結(jié)束信號(hào)。 當(dāng)電池電壓再下降到 4.0V(4.2V 產(chǎn)品) 時(shí)芯片對(duì)電池進(jìn)行再充電。  


充電狀態(tài)顯示
PW4052 通過(guò) CHRG 腳和 STDBY 腳的輸出狀態(tài)顯示不同的充電過(guò)程。 表 1 總結(jié)了 CHRG 腳和 STDBY 的各個(gè)工作狀態(tài)。 可以驅(qū)動(dòng)一個(gè)或兩個(gè) LED 燈來(lái)顯示不同的狀態(tài)。

自動(dòng)關(guān)斷電壓 (VASD)
當(dāng)輸入電壓和電池電壓 VBAT 的壓差低于 100 mV 時(shí)， IC 將進(jìn)入自動(dòng)關(guān)斷模式。
涓流充電
在充電周期開(kāi)始時(shí)， 如果電池電壓小于涓流充電閾值， 芯片直接進(jìn)入涓流充電模式， 此充電電流至為 20%
的恒流滿額電流。
輸入和輸出電容
輸入電容 CIN 是用來(lái)吸收轉(zhuǎn)換器所有的輸入開(kāi)關(guān)紋波電流， 不可以省掉。 它必須具有足夠的紋波電流等級(jí)。最壞情況下的紋波電流有效值近似于輸出充電電流的一半。 實(shí)際電容的值大小不是關(guān)鍵。 固體鉭電容在相對(duì)小的smt 封裝上具有很高的紋波電流等級(jí)。 但其作為輸入旁路電容時(shí)必須謹(jǐn)慎。 當(dāng)適配器電源熱插入到充電器時(shí)會(huì)產(chǎn)生較高的輸入浪涌電流， 而固體鉭電容在遭受非常高的開(kāi)啟浪涌電流時(shí)有令人熟悉的失效機(jī)制。 選擇最高電壓等級(jí)的電容可能會(huì)使此問(wèn)題最小化。 可在使用之前請(qǐng)教制造商。 輸出電容 COUT 的選擇主要由使紋波電壓和負(fù)載
階躍響應(yīng)最小化的等效串聯(lián)電阻（ESR） 來(lái)確定的。 輸出的紋波電壓近似由下式限定
  
因?yàn)?ΔIL 隨輸入電壓增大而增大， 輸入電壓最大時(shí)輸出紋波最高。 一般來(lái)說(shuō)， 只要 ESR 滿足要求， 電容將足以用來(lái)濾波和滿足必須的 RMS 電流。 開(kāi)關(guān)紋波電流依靠輸出電容的 ESR 和電池的阻抗在電池和輸出電容之間分流。 通�？紤] EMI 滿足電池上最小紋波電流要求。 磁珠或電感在 1MHz 的開(kāi)關(guān)頻率下會(huì)增加電池的阻抗。如果輸出電容的 ESR 為 0.2Ω， 在有磁珠或電感時(shí)， 電池阻抗上升到 4Ω 時(shí)， 只有 5%的紋波電流會(huì)流進(jìn)電池。