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單節鋰離子電池充電管理集成電路LP3947

鉅大LARGE  |  點擊量:1177次  |  2020年03月18日  

Lp3947是一款內置微處理器控制,性能完善的單節鋰離子電池充電集成電路,它具有可以采用USB接口或AC電源適配器供電,內置調整管構成的線性充電單元,它可以用于穩定電源(LDO模式),輸出電流可達1A,可充終止電壓為4.1V或4.2V的電池,恒流恒壓充電,并可對過放電電池進行預充電,內置電池溫度檢測,電池溫度過高或過低時,充電器自動關斷,有5.6小時安全按時器,有過流和過熱保護,充電狀態指示,充電電流檢測,并輸出與充電電流成比例的模擬電壓,器件結溫TJ在0℃≤TJ≤85℃。范圍內,充電精度在1%內,輸入電壓范圍:4.3V—6.0V,在AC適配器供電時,充電電流設定范圍為100mA—750mA,在USB端口供電時,充電電流設定范圍為100-500mA。工作溫度:-40℃—+85℃。


右圖為其引腳示意圖,該IC可廣泛應用于移動電話,數碼相機,USB供電的IT設備和掌上電器.Lp3947各管腳功能說明如下:


·pin1(EN):充電輸入使能端,輸入高電平允許充電,低電平禁止充電。


·pin2(SCL):I2C串行接口時鐘輸入端。


·pin3(SDA):I2C串行接口數據輸入/輸出端。


·pin4(BATT):電池充電輸入端,此端接10uF陶瓷電容至地。


·pin5(VT):2.78V穩定電壓輸出端,用于測量電池溫度的穩定電源。


·pin6(VBSENSE):電池電壓檢測端,與電池的正極相連。


·pin7(MODE):選擇AC適配器供電(置高電平),選擇USB供電(置低電平)。


·pin8(Diff-Amp):檢測充電電流的差動放大器輸出,輸出電壓正比于充電電流。


·pin9(Ts):多功能端,電池溫度檢測輸入端,用于LDO模式/充電器模式輸入端,若不裝入充電電池,則為LDO模式,用作低壓差4.1V或4.2V輸出穩壓器。


·pin10(EOC):內部為開漏輸出,當USB端口或AC適配器被連接,電池已充滿時,此端輸出低電平,可外接一顆LED,亮表示電池已充滿。


·pin11(GND):地端。


·pin12(CHG):內部為開漏輸出,當USB端口或AC適配器被連接,電池開始充電,此端輸出低電平,可外接一顆LED,亮表示電池已開始充電。


·pin13(ISEL):充電器在USB端口供電,此端接高電平,充電電流為100mA此端接低電平,充電電流為500mA(另外I2C接口可設定充電電流)。


·pin14(CHG-IN):充電器供電輸入端,輸入一個穩壓有電流限制的電源,在此端必須接一個1uF陶瓷電容接地。


充電過程:Lp3947組成的充電器電路如圖2,充電過程及充電狀態指示見圖3,紅色LED為充電指示燈,綠色LED充滿指示燈,圖中的終止充電電壓為4.1V.


充電器接上AC適配器或USB電源,充電器開始工作,假如輸入電壓在低閾值電壓(≥4.3V)高電壓閾值電壓(≤6.0V)充電器檢測到適合的輸入電壓,預充電開始,紅色LED亮,綠色LED熄.


預充電階段的充電電流在40-70mA間,使過放電的電池以小電流安全充電,電池電壓上升,一直到電池電壓上升到3.0V以上時,預充電階段即告結束,充電按時器啟動,開始充電。


快充電階段的充電電流在ISEL端接高電平時(USB模式),電流為100mA,在ISEL端接低電平時,電流為500mA,此時若是使用AC適配器充電,快充電流由用戶設定(100-750mA)快充電電流精度在≤150mA時為±20mA,≥200mA為±10%,快充電電壓到4.1V時,恒流充電階段結束,轉為4.1V恒壓充電。


恒壓充電階段充電電壓不變,但充電電流會逐漸下降,直到充電電流下降到一定程度時,充電結束,此時綠色LED亮,紅色LED熄,假如快充電電流為1C時,終止充電電流可設定為0.1C,則恒壓充電電流下降到50mA,終止充電,在100mA快充電電流時,按時器到5.6小時,終止充電,此時兩個LED都亮。


充電電流有IC內部的電流檢測電路檢測,有Diff-Amp輸出與充電電流成比例的電壓(輸入微處理器的ADC電壓),經微處理器控制后輸出終止充電信號,充電電流ICHG與Diff-Amp輸出電壓的VDIFF的關系為:


ICHG=(VDIFF-0.497)/1.655


注意:式中單位:電流為A,電壓為V。


終止充電后若不取出電池,即進入維護狀態,當電池電壓下降0.2V時,則會進行補充充電,充電電壓到4.1V時又會停止充電。


充電電路如圖2,這是采用USB供電的充電電路,RT為鋰離子電池中用于檢測溫度的NTC熱敏電阻,VT輸出2.78V經Rs到地,Rs和RT組成分壓器,其中間端接Ts端(溫度檢測端,在溫度變化時,Ts端的電壓相應變化,)當電池溫度過高或過低時,Ts檢測到此溫度,控制器終止充電,此時紅色LED亮,綠色LED也亮,表示故障狀態。


CHG端接470Ω電阻及紅色LED到CHG-IN端,EOC接綠色LED及470Ω到CHG-IN端,分別指示充電及終止充電狀態。


ISEL,MODE,SDA,SCL,EN和Diff-Amp與微處理器相連接,當充電器中不裝入電池,則Ts端檢測到電壓是2.78V,充電為LDO模式,BATT端輸出電壓為穩定的4.1V。


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