多節(jié)鋰電池充電管理芯片 2A電流 世微AP6305

時間：2023-07-17作者：深圳市世微半導(dǎo)體有限公司瀏覽：157

概述

AP6305 是一款具有涓流，恒流，恒壓充電模式的鋰電池充電控制芯片，可以分別給單節(jié)（4.2V/4.35V），雙節(jié)（8.4V/8.7V）鋰電池或三節(jié)（12.6V/13.05V）鋰電池進(jìn)行快速地充電。AP6305 具備較寬的輸入電源范圍，工作在 450KHz 的開關(guān)頻率下，采用電流模式 PWM降壓型開關(guān)結(jié)構(gòu)，為鋰電池快速充電提供了、簡單且的解決方案。

AP6305 由外部 Sense 電阻設(shè)定充電電流的大小，電流精度達(dá)到±10%以內(nèi)；內(nèi)部由分壓電阻和精準(zhǔn)的參考電壓將每節(jié)電池的浮充電壓設(shè)定 4.2V/4.35V（單節(jié)），8.4V 或 8.7V（雙節(jié)）12.6V 或 13.05V（三節(jié)）同時具有高達(dá)±1%的精度。內(nèi)部含有定時器設(shè)定涓流充電時間和電流模式充電時間。當(dāng)充電結(jié)束后，如果電池電壓降到比浮充電壓低大約 3.5%時，控制器自動重新對電池進(jìn)行充電。當(dāng)輸入電源去掉之后，芯片自動進(jìn)入休眠模式。芯片有對電池溫度進(jìn)行實(shí)時檢測功能，具備自恢復(fù)功能。




特點(diǎn)

● 寬范圍電源電壓：

6V~20V－4.2V版或4.35V版

8.9V~20V－8.4V版或8.7V版

15V~20V－12.6V版或13.05V版

● 電流模式PWM控制結(jié)構(gòu)450KHz開關(guān)頻率

● 高達(dá)2A的充電電流

● 充電結(jié)束時電流輸出

● 3小時充電終止定時器

● ±1% 的充電電壓精度

● ±10% 的充電電流精度

● 防倒灌電流低至9μA

● 自動給電池再充電

● 電池電壓較低時自動進(jìn)入涓流充電模式

● 輸入電源去除自動進(jìn)入休眠模式

● 電池溫度檢測

● 采用低ESR的陶瓷電容輸出穩(wěn)定




應(yīng)用場合

● 便攜式筆記本電腦

● 便攜式DVD

● 手持設(shè)備




封裝形式

●SOP8




原理描述

AP6305 是一款恒流恒壓鋰電池充電控制器，采用了電流模式 PWM 降壓開關(guān)型架構(gòu)。其充電電流通過一個連接于 SENSE 和 BAT 引腳的外部檢測電阻來設(shè)定。單電池的浮動電壓由內(nèi)部設(shè)定為 4.2V/4.35V（單節(jié)），8.4V 或 8.7V（雙節(jié)）12.6V 或 13.05V（三節(jié)）。對要求高精準(zhǔn)浮動電壓的鋰電池而言，芯片內(nèi)置參考電壓，電壓放大器和電阻分壓器為其浮充電壓提供了±1%高精度調(diào)整。




應(yīng)用信息

欠壓鎖定(UVLO)

欠壓鎖定電路監(jiān)視輸入電壓，充電器保持關(guān)閉狀態(tài)直到輸入電壓上升到欠壓鎖定閾值以上且至少比電池電壓高250mV 時才開啟。為了防止閾值電壓附近的振蕩，欠壓鎖定電路設(shè)計(jì)有 200mV 的遲滯電壓。當(dāng)*較小輸入電壓時，阻塞二極管的壓降必須加到*較小輸入電壓中。




關(guān)斷模式

AP6305 可通過下拉 COMP 引腳到地來關(guān)斷芯片，這會拉高 GATE 引腳電壓從而關(guān)斷外部 P 溝道的 MOS 管。當(dāng)COMP 引腳被釋放，內(nèi)置的定時器被復(fù)位，新的充電周期又開始。在關(guān)斷時，CHRG引腳輸出為高阻抗，靜態(tài)電流保持在 1.5mA。去掉輸入電源將使充電器進(jìn)入休眠模式。如果 VCC 引腳的電壓下降到 VBAT+250mV 以下或欠壓鎖定閾值以下時，AP6305 進(jìn)入低電流（Icc=10μA）的休眠模式，減少電池的漏電流。




柵較驅(qū)動

AP6305 柵較驅(qū)動器可以提供較高的瞬時電流以驅(qū)動外部功率管。當(dāng)驅(qū)動 2000pF 電容負(fù)載時，上升時間和下降時間通常分別為 20ns 和 50ns。這樣的負(fù)載通常為導(dǎo)通電阻在 50mΩ 范圍內(nèi)的 PMOS 管。加一個箝位電壓以限制柵較驅(qū)動電壓比 VCC 低不**過 8V 的范圍。舉例來說，如果 VCC 為 10V，那么柵較輸出將較低下拉電壓為 2V。這樣可以使用具有良好導(dǎo)通電阻的低壓 PMOS 管作為功率管來提高充電效率。




穩(wěn)定性

電流環(huán)路和電壓環(huán)路共用一個高阻抗、補(bǔ)償點(diǎn)（補(bǔ)償腳）。該引腳上接入一組串聯(lián)的電容電阻來補(bǔ)償這兩個環(huán)路。此補(bǔ)償目的是為了在環(huán)路響應(yīng)中產(chǎn)生一個零點(diǎn)和提高相位裕度。同時，補(bǔ)償電容也給芯片提供了軟啟動功能。在啟動時，上升速率由內(nèi)部 150uA 的上拉電流源和外部補(bǔ)償電容來設(shè)定。當(dāng) COMP 腳電壓上升到 0.85V 時電池的充電電流開始上升，當(dāng) COMP 腳電壓為 1.3V 時，充電電流達(dá)到滿額度。在 2.2μF 補(bǔ)償電容情況下，達(dá)到滿額充電電流的時間約為 10ms。如果需要較長的啟動時間，可以適當(dāng)增大電容值。




自動再充電

當(dāng) 3 小時的充電周期結(jié)束以后，且電池和輸入電源仍然連接的情況下，如果因?yàn)樽苑烹娀蛲獠控?fù)載，單節(jié)電池的電壓下降到低浮充電壓的 3.5%時，一個新的充電周期又開始。這樣不需要手動啟動就可以使電池在任何時間下都保持有** 80%的容量。




輸入輸出電容選擇

輸入電容 CIN 是用來吸收轉(zhuǎn)換器所有的輸入開關(guān)紋波電流。它必須具有足夠的紋波電流等級。較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。固體鉭電容在相對小的 SMT 封裝上具有很高的紋波電流等級，但其作為輸入旁路電容時必須謹(jǐn)慎。當(dāng)適配器電源熱插入到充電器時會產(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啟浪涌電流時有令人熟悉的失效機(jī)制。選擇較高電壓等級的電容可能會使此問題較小化。




PCB布局設(shè)計(jì)建議

當(dāng)設(shè)計(jì) PCB 時，考慮以下事項(xiàng)將確保 AP6305 工作在較佳的狀態(tài)。GATE 腳的上升和下降時間分別為 20ns 和 50ns（CGATE=2000pF）。為了使輻射較小，逆向電壓保護(hù)二極管、功率 MOS 管和輸入旁路電容的走線必須保持盡可能短。輸入電容的正極應(yīng)該靠近 PMOS 管的源較，它提供交流電流給 PMOS 管。逆向電壓保護(hù)二極管和 PMOS 管之間的連線也應(yīng)該盡可能短。SENSE 和 BAT 管腳應(yīng)該直接連到檢測電阻上（Kelvin 檢測）以獲得較精確的充電電流。避免 NTC 的 PCB 走線靠近 MOS 管的開關(guān)確保耦合到 NTC 引腳的開關(guān)噪聲較小。連接 COMP 引腳的補(bǔ)償電容應(yīng)該單點(diǎn)接入 IC 的 GND 腳或離它盡可能近。這樣可以防止噪聲擾亂環(huán)路的穩(wěn)定性。GND 腳工作時發(fā)熱量較大，因此，在 GND 腳周圍需鋪大面積的銅皮。這在高的 VCC 和大的柵電容應(yīng)用中是非常重要的。


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  詞條說明

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