IP2301 1A高压线性锂电池充电管理芯片

1特性支持输入工作电压4.0V-24V,承受高达到38V浪涌电压电池端承受高达38V浪涌电压支持外部电阻选择多种锂电池类型目标充饱电压4.2V/4.35V/4.4V,支持3.2V铁锂目标充饱电压3.6V定制可实现单节电池充饱电压范围3.6V~4.4Vstep50mV支持1/2/3节锂电池充电2/3串锂电需定制充电电压精度±0.5%最大1A充电电流外部电阻可设定充电电流截止电流为设置充电电流的1/10定制可选1/2.51/51/20设置充电电流最小可达到10mA支持通过NTC检测电池温度单节电池待机模式下漏电流低至1μA支持单色灯或双色灯的电池状态、充电状态及fault状态指示输入过压,电池过压,IC过温,NTC低温和高温保护ESOP8、DFN8(0303)和CPC8封装2应用 电子烟 对讲机充电座 手持 POS机 可穿戴设备 蓝牙音箱等电池容量较小的便携设备3简介IP2301 是一款高集成度、高性能的支持 13节锂离子电池线性充电器。IP2301 具有涓流充电(TC)、恒流CC和恒压CV充电三种充电过程涓流充电(TC)阶段可预充电恢复完全放电的电池恒流CC模式下安全地提供降压快速充电最后阶段恒压CV充电模式确保安全地达到电池满容量。IP2301 线性充电器具有非常灵活的配置可编程充电电流最大到 1A、其充电电压精度可达±0.5%快速充电时线性充电器功耗最大如果芯片结温达到设定温度 120°C 时进入芯片结温环路调节并根据需要降低充电电流以防止温度进一步升高。IP2301 允许出厂配置预充电电流/截止电流/CV 电压和输入过压保护门限其集成高压输入保护电路可以承受高达 38V 的输入浪涌电压。IP2301 具有电池温度 NTC 监测、充电超时保护、输入过压、电池过压、热保护和状态指示等功能。IP2301 主要用于电子烟对讲机充电座手持POS 机可穿戴设备,蓝牙音箱等电池容量较小的便携设备.IP2301 提供 ESOP8、DFN8(0303)和 CPC8 封装。4引脚定义ESOP8封装IP2301DFN8封装IP2301NCPC8封装IP2301Q5常用型号6极限参数7推荐工作条件8电气特性9功能描述系统框图概述IP2301 是一款高集成度、高性能的支持 13 节锂离子电池线性充电器。IP2301 具有涓流充电(TC)、恒流CC和恒压CV充电三种充电过程涓流充电(TC)阶段可预充电恢复完全放电的电池恒流CC模式下安全地提供降压快速充电恒压CV充电模式确保安全地充满电池。IP2301 线性充电器具有非常灵活的配置可编程充电电流最大到 1A、其充电电压精度可达±0.5%快速充电时线性充电器功耗最大如果芯片结温达到 120℃将进入恒温度环调节并降低充电电流以防止温度进一步升高。IP2301 允许可编程的预充电/截止电流和输入过压保护门限其集成高压输入保护电路可以承受高达 38V 的输入浪涌电压。IP2301 具有电池温度 NTC 监测、充电超时保护、输入过压、电池过压、热保护和状态指示等功能。充电循环充电循环模式循环TC-CC-CV下图显示了线性 IP2301 充 4.2V 锂电池的典型充电模式和典型的充电过程。对于 BAT 电压低于 2.5-2.8V 的深度放电的电池IP2301 开始涓流充电涓流充电电流 IPRE。当电池电压达到预充电门限后芯片开始以设定值通过 ISET 引脚设置的恒定电流充电ICC。一旦电池电压达到 4.2V芯片将在恒压CV模式下工作直到电池充满电。在 CV 模式下充电电流下降当CV 模式下的充电电流降低到充电截止电流ITER时停止充电且充电指示灯指示已充满。IP2301 可设定充电截止电流阈值当进入 CV 模式的充电过程时充电电流会逐渐下降至充电截止电流阈值芯片停止充电当电池电压低于设定的复充电门限时芯片自动重启充电。当 IP2301 没有接电池时IP2301 不会一直输出 CV 电压而是直接进入充满检测模式输出电压达到CV 电压持续 500ms 后停止充电 500ms然后进行电池电压检测如果电池电压没有达到充满判饱电压则重新打开充电一直重复标准品默认的涓流充电电流IPRE和截止充电电流ITER均为设置的恒流充电电流ICC的 1/10涓流充电电流IPRE和截止充电电流ITER可以通过出厂定制分别修改为 1/20 、1/5、1/2.5ICCICC为恒流充电电流充电电流设置充电电流设定恒流充电电流ICC通过 ISET 引脚连接到 GND 的电阻RISET设置ISET 引脚电压为 1V充电电流为流过 RISET 电阻电流的 960 倍充电电流设置公式如下如果充电电流过大芯片温度上升到结温环阈值 120°C芯片会进入恒温环控制会自动减小充电电流使芯片结温稳定在 120°C建议 RISET 电阻的范围在 1k-40k 之间。充电电压设置充电目标电压(CV)设定单节电池充电目标电压可通过外部 VSET 引脚电阻或出厂选项设定其范围为 3.6-4.4V。VSET 接电阻可设定每节电池充电目标电压CV3.6V4.2V,4.35V,4.4V其对应的 RVSET 电阻如表 2 所示如果 VSET 脚悬空选择出厂设定电池充电目标电压出厂定制可选择的单节电池充电目标电压范围为3.6-4.4V步长 50mV。多节电池目标电压为单节的 N 倍为 Vtarget*N, N 是实际系统电池节数。CPC8 封装没有 VSET 管脚充电目标 CV 电压只能通过出厂设定充电保护功能VIN输入过压保护功能IP2301 可承受高达 38V 的输入浪涌电压为了确保系统的正常功能和保护电池IP2301 集成了输入过压保护电路通过定制输入电压范围可以达到 4.0-24V。VIN-DPM功能VIN-DPM 功能用于防止负载过大而达到其输入源电流限制。当 VIN 电压降到 VIN-DPM 阈值时IC 将开始减小电流直到输入端的电压不再下降确保在限流 5V 适配器和 USB 端口上都能很好地工作。输入供电的 VIN-DPM 阈值电压为 CV300mV此安全功能有助于保护输入电源免受过负载。电池过压保护当电池过压VBATCV200mV时IP2301 禁止充电以确保电池的安全。此外CV 控制回路始终监测电池电压当电池放电到低于设定目标电压时会自动恢复电池充电。充电超时定时器芯片充电超时定时器的设定可通过内部时钟和外部 RC 震荡时钟两种方式设置TIMER 脚接地充电超时定时器选择内部时钟TIMER 脚接电容充电超时定时器选择外部 RC 震荡器做时钟不允许 TIMER 脚浮空。当芯片进入预充电阶段预充电定时器启动计时当芯片进入恒流恒压充电阶段快速充电定时器启动计时。在不同的阶段对应的充电定时器超时芯片停止充电且 CHGLED 报出相应的状态。一旦进入超时状态以下条件可重新开启充电 输入电压重新插入 EN 重置 电池插拔若选择内部时钟即 TIMER 脚接地则默认的最大涓流充电超时时间为 30 分钟恒流恒压充电超时时间为 4 小时。若选择外部 RC 震荡器作为充电定时器时钟定时器的震荡频率为周期为内部计数器涓流充电定时器时长为32768个周期恒流恒压充电时长为262144周期。即恒流恒压充电超时时间为涓流充电超时时间为反之可根据充电超时时间选TIMER引脚电容温度保护IP2301 具有专门的热保护控制电路,包括芯片结温保护和通过 NTC 电阻检测的电池热保护。当芯片结温接近设定值120°C时温度控制环会降低充电电流芯片进入热保护模式可以有效地防止 IC 进入过热保护状态维持 IC 为恒定的温度。如果芯片结温到达 150℃时充电器将关闭充电当芯片温度下降 20℃后芯片重启充电。IP2301 可以通过负温度系数NTC热敏电阻来检测电池温度。当电池温度升高或降低到设定温度时芯片将关闭充电功能当电池温度达到中温 WT 设定时充电电流减半当 NTC 接 39K 电阻到地时屏蔽 NTC功能。如下图的 NTC 原理所示内部 OT,WT,UT 和 disable 的阈值分别为 0.5V,0.65V,1.5V 和 0.1V推荐选 NTC 电阻TNL104AT050F-001B25/503950K和 70K 电阻并联连接到 NTC 脚IC 内部注入 25uA 电流到 NTC 管脚由此 NTC 管脚的电压由外部 NTC 和并联电阻的阻值决定RNTC28k OT 温度为57°C同理WT 温度值为 46.5°C UT 温度值为-5.5°C。当 NTC 中温 WT 充电电流减半或结温环工作或 VIN_DPM 环工作时为更好匹配小功率的充电过程预充电定时器和快速充电定时器计时的时长会自动增加一倍。充电状态指示功能IP2301通过CHGLED支持多种状态显示IP2301标准品默认的灯显状态为CHGLED引脚 充电中1Hz闪烁充满后拉低常亮充电异常输入过压、NTC保护、充电超时等时4Hz闪烁IP2301_DA定制型号的灯显状态为CHGLED引脚 充电中拉低常亮充满高阻灭灯充电异常闪烁IP2301_DA2双色灯定制型号的灯显状态为VIN充电插入时红绿灯持续亮1.5S充电中红灯亮CHGLED输出低充满后绿灯亮CHGLED输出高充电异常红灯闪CHGLED重复输出500ms低500ms 高阻