CL4267 500mA线性锂离子电池充电器

概述CL4267是一款性能优异的单节锂离子电池恒流/恒压线性充电器。CL4267采用SOT23-6L封装配合较少的外围原件使其非常适用于便携式产品并且适合给USB电源以及适配器电源供电。基于特殊的内部MOSFET架构以及防倒充电路CL4267不需要外接检测电阻和隔离二极管。当外部环境温度过高或者在大功率应用时热反馈可以调节充电电流以降低芯片温度。充电电压固定在4.24V而充电电流则可以通过一个电阻器进行外部设置。当充电电流在达到最终浮充电压之后降至设定值的1/10芯片将终止充电循环。当输入电压断开时CL4267进入睡眠状态电池漏电流将降到1uA以下。CL4267还可以被设置于停机模式此时芯片静态电流降至25uA。CL4267还包括其他特性欠压锁定温度检测自动再充电和充电状态标志。特点◆可编程使充电电流可达500mA◆不需要MOSFET传感电阻和阻塞二极管◆小的尺寸实现对锂离子电池的完全线形充电管理◆恒电流/恒电压运行和热度调节使得电池管理效力最高没有热度过高的危险◆从USB接口管理单片锂离子电池◆精度达到±1%的4.24V预设充电电压◆充电电流输出监控◆充电状态指示标志◆1/10充电电流终止◆停止工作时提供25μA电流◆2.9V涓流充电阈值电压◆软启动限制浪涌电流电流◆电池反接保护◆电池欠压保护可激活充电◆通过外围器件调节电池温度感应电池过热后主动降电流来降低电池温度。应用◆ 手机、PDA、MP3◆ 蓝牙应用◆ 单节锂电充电设备典型应用电路注其中虚线框内R1/R2/NTC电阻部分为电池温度检测可选。也可TEMP脚直接接地不监测电池温度。引脚功能CHRG引脚1漏极开路充电状态输出。当充电时CHRG端口被一个内置的N沟道MOSFET置于低电位。当充电完成时CHRG呈现高阻态。当CL4267检测到低电锁定条件时CHRG呈现高阻态。当在BAT引脚和地之间接一1μF的电容就可以完成电池是否接好的指示当没有电池时LED灯会快速闪烁。GND引脚2接地端。BAT引脚3充电电流输出端。给电池提供充电电流并控制浮动电压最终达到4.24V。电池接反时内部保护电路保护VBAT的ESD二极管不被烧坏同时GND与BAT之间形成大约0.7mA电流。VCC引脚4提供正电压输入。为充电器供电。VCC可以为4.25V到6.5V并且必须有至少1μF的旁路电容。如果BAT引脚端电压与VCC的压差降到30mV以内时CL4267进入停工状态并使BAT电流降到2μA以下。TEMP(引脚5)电池温度检测脚。通过外围热敏电阻检测电池表面温度调节充电电流的大小来调整充电功率降低电池温度。PROG引脚:6充电电流编程充电电流监控和关闭端。充电电流由一个精度为1%的接到地的电阻控制PROG脚。在恒定充电电流状态时此端口提供1V的电压。在所有状态下此端口电压都可以用下面的公式测算充电电流IBAT (VPROG/RPROG)×1000PROG端口也可用来关闭充电器。把编程电阻同地端分离可以通过上拉的2μA电流源拉高PROG端口电压。当达到1.21V的极限停工电压值时充当器进入停止工作状态充电结束输入电流降至25μA。此端口夹断电压大约2.4V。给此端口提供超过夹断电压的电压将获得1.5 mA的高电流。再使PROG和地端结合将使充电器回到正常状态。最大额定值(注1)注1:超出最大范围器件可能损毁。推荐工作范围内器件可以工作但不保证其特性。电气特性表明的直流和交流特性是在特定条件下测得其特性可以保证。此特性假定器件在推荐工作范围内工作。未示出特性不保证其性能。典型值是最佳性能点。结构框图电气特性注释1这时处于充电状态ICCIVCC-IBAT2这里C/10终止电流门限指的是终止电流与恒流充电电流的比值特性曲线工作原理CL4267是一款采用恒定电流/恒定电压算法的单节锂离子电池充电器。它能够提供最大500mA左右的充电电流借助一个热设计良好的PCB布局和一个内部P沟道功率MOSFET和热调节电路。无需隔离二极管或外部电流检测电阻器。正常充电循环当Vcc引脚电压升至UVLO门限电平以上且在PROG引脚与地之间连接了一个精度为1%的设定电阻器或当一个电池与充电器输出端相连时一个充电循环开始。如果BAT引脚电平低于2.9V则充电器进入涓流充电模式。在该模式中CL4267提供约1/10的设定充电电流以便将电流提升至一个安全的电平从而实现满电流充电。当BAT引脚电压升至2.9V以上时充电器进入恒定电流模式此时向电池提供恒定的充电第暖流。当BAT引脚电压达到最终浮充电压4.2V时则进入恒定电压模式且充电电流开始减小。当充电电流降至设定值的1/10时充电循环结束。充电电流的设定充电电流是采用一个连接在PROG引脚与地之间的电阻器来设定的。电流充电电流是PROG引脚输出电流的1000倍。设定电阻器和充电电流采用下列公式来计算从BAT引脚输出的充电电流可通过监视PROG引脚电压随时确定公式如下RPROG与充电电流的关系确定可残空下表电池反接保护功能CL4267具备锂电池反接保护功能档锂电池正负极反接于CL4267电流输出引脚CL4267会停机显示故障状态无充电电流。反接情况下电源电压应在标准电压 5V左右不应超过 8V。过高的电源电压在反接电池电压情形下芯片压差会超过 10V故在反接情况下电源电压不宜过高。充电状态指示器CHRG CL4267有一个漏极开路状态指示输出端“CHRG” 。当充电器处于充电状态时CHRG 被拉到低电平在其它状态CHRG处于高阻态。当电池没有接到充电器时CHRG 输出脉冲信号表示没有安装电池。当电池连接端BAT管脚的外接电容为10uF时CHRG闪烁周期约0.5-2秒。当不用状态指示功能时将不用的状态指示输出端接到地。电池温度检测TEMP为了防止温度过高或者过低对电池造成的损害CL4267内部集成有电池温度监测电路。电池温度监测是通过测量TEMP管脚的电压实现的TEMP管脚的电压是由电池内的NTC热敏电阻和一个电阻分压网络实现的如典型应用图例所示。如果TEMP管脚的电压小于输入电压的45或者大于输入电压的80意味着电池温度过低或过高则充电被暂停。如果TEMP脚直接接GND那么电池温度检测功能取消其他充电功能正常。确定R1和R2的值R1和R2的值要根据电池的温度监测范围和热敏电阻的电阻值来确定现举例说明如下假设设定的电池温度范围为TLTH其中TLTH)电池中使用的是负温度系数的热敏电阻NTCRTL为其在温度TL时的阻值RTH为其在温度TH时的阻值则RTLRTH那么在温度TL时第一管脚TEMP端的电压为在温度TH时第一管脚TEMP端的电压为从上面的推导中可以看出待设定的温度范围与电源电压VCC是无关的仅与R1、R2、RTH、RTL有关其中RTH、RTL可通过查阅相关的电池手册或通过实验测试得到。在实际应用中若只关注某一端的温度特性比如过热保护则R2可以不用而只用R1即可。R1的推导也变得简单在此不再赘述。热限制如果芯片温度试图升至约120℃的预设值以上则一个内部热反馈环路将减小设定的充电电流。该功能可防止CL4267过热并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CL4267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。有关SOT-23功率方面的考虑将在“热考虑”部分做进一步讨论。