LM3658 双源USB/AC锂化学充电器IC 便携式应用程序

元器件信息   2022-11-21 09:35   191   0  

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一般说明

LM3658是一款专为手持应用而设计的单片充电器IC。它可以安全地充电和维护一个电池锂离子/聚合物电池在交流壁上运行适配器或USB电源。输入电源选择USB/AC是自动的。两个电源都有,交流电源优先。充电电流通过外部电阻进行编程一个交流墙壁适配器,允许从50毫安到1000毫安。当电池使用USB电源充电时,100毫安或500毫安的充电电流可通过引脚选择。这个终端电压控制在4.2V的±0.35%以内。LM3658只需要很少的外部元件,内置内部功率FET、反向电流保护和电流感应。内部功率FET是热调节的,以获得给定条件下最有效的充电速率环境温度。LM3658在五种模式下运行:资格预审模式,恒流模式,恒压模式,自上而下模式和维护模式。最佳电池管理通过热调节,电池温度测量和多个安全计时器。LM3658 pro提供两个开漏输出,用于LED状态指示或连接到GPIO。

特征

个热调节集成功率场效应晶体管

从交流墙壁适配器或USB电源充电自动选择源的源

50毫安至1000毫安交流电壁充电电流适配器

针可选USB充电电流为100毫安或500毫安

蓄电池温度连续监测

内置多个安全计时器

充电状态指示

连续过电流和温度保护

接近耗尽的电池预处理

超低静态电流睡眠模式

车载开尔文感应达到±0.35%终止精确

自动充电维护模式

热增强3 mm x 3 mm LLP封装

应用

智能手机

数码相机

个PDA

硬盘和基于闪存的MP3播放器

USB供电设备

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绝对最大额定值(注1,2个)

变化,USBpwr(VCC)–0.3V至+6.5V

除接地-0.3V至CHG U输入或USBpwr外的所有其他引脚

功耗(注3)内部限制

结温(TJ-MAX)+150 303C

储存温度范围为-65℃~+150℃

ESD额定值(注4)

人体模型:

机器型号:2.0千伏 200伏

运行额定值(注1、2)

CHG U的输入电压范围为4.5V至6.0V

USB电源4.35V至6.0V的输入电压范围

建议负载电流0至1000毫安

功耗(注3)内部限制

结温(TJ)范围为−40°C至+125°C

环境温度(TA)范围为-40°C至+85°C

热性能

θJA,连接至环境温度54°C/W

阻力(注5)

电气特性,除非另有说明,VCC(VCHG_-IN和/或VUSBpwr)=5V,VBATT=3.5V。

CCHG_-IN=1μF,CUSBpwr=1μF,CBATT=1μF。标准类型中出现的典型值和限值适用于TJ=25癨C。限值以黑体字出现,适用于TJ=0○○C至+85○○C。(注2、6、7)

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电气特性,除非另有说明,VCC(VCHG_-IN和/或VUSBpwr)=5V,VBATT=3.5V。

CCHG_-IN=1μF,CUSBpwr=1μF,CBATT=1μF。标准类型中出现的典型值和限值适用于TJ=25癨C。限值以黑体字出现,适用于TJ=0○○C至+85○○C。(注2、6、7)(续)

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电气特性,除非另有说明,VCC(VCHG_-IN和/或VUSBpwr)=5V,VBATT=3.5V。

CCHG_-IN=1μF,CUSBpwr=1μF,CBATT=1μF。标准类型中出现的典型值和限值适用于TJ=25癨C。限值以黑体字出现,适用于TJ=0○○C至+85○○C。(注2、6、7)(续)

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注1:绝对最大额定值表示可能对部件造成损坏的极限。运行额定值是指设备是有保证的。操作评级并不意味着保证的性能限制。有关保证性能限制和相关测试条件,请参见电气特性表。

注2:所有电压均与接地引脚的电位有关。

注3:LM3658具有内置热调节功能,可将模具温度调节至120度C、 有关详细信息,请参阅操作说明部分。

注4:人体模型是一个100 pF电容器,通过1.5 kΩ电阻放电到每个引脚中。机器型号是一个放电200 pF的电容器直接插入每个插针。MIL-STD-883 3015.7标准

注5:连接到环境热阻高度依赖于应用和电路板布局。在存在高最大功耗的应用中,必须特别注意板设计中的散热问题。详情请参阅申请须知AN1187。

注6:最小和最大限值由设计、试验或统计分析保证。典型的数字不能保证,但确实代表了最有可能的标准。

注7:LM3658不用作锂离子电池保护装置;本应用中使用的电池应具有足够的内部保护。

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LM3658操作说明

断电模式

当电压在USBpwr或CHG_-IN引脚上低于电池电压值等于VOK_CHG(VBATT>VCC-VOK_CHG)。关机模式关闭内部功率场效应管和开漏下拉晶体管在状态引脚STAT1和STAT2上。唯一的电流LM3658消耗的是超低静态电流一般为1微安。上电复位一旦其中一个电源的电压升高在VBATT+VOK_CHG上方,充电器将唤醒。然而,除非电源电压源超过VPOR。

自动电源检测

当其中一个电源的电压超过VPOR阈值,LM3658检测哪个电源有效的充电电源。当两个电源电压都有效时并且现在,CHG_IN将自动选择美国驻波比研究所。USBpwr将是指定的电源仅当不存在变化或插脚中的CHG U小于电池电压。热功率场效应管调节内部功率场效应晶体管被热调节到120度的接合温度C保证最佳充电电池。充电电流始终受ISET电阻设置,USB 100毫安/500毫安选择,或100度C LM3658的结温。指控因此,电流是充电电流设置的函数,包装和环境的热导率温度如下式所述:

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式中,TA是环境温度,θJA是热量包装的阻力。热调节保证最大充电电流和优越的充电率超过LM3658的功耗限制。资格预审模式资格预审期间,STAT1打开,STAT2关闭,以及充电器向电池。当电池电压达到VFULL_率时充电器从资格预审过渡到全速充电。当电池出现故障时,资格预审模式中止在允许的时间内未达到VFULL\u速率t平等计时器。在这种情况下,充电停止并停止STAT2都将打开,表示电池状况不良。全速充电模式下的CHG U成功后启动全费率收费周期完成资格预审模式。定时器TCHG启动当充电器进入全速率充电时,按STAT1接通,STAT2断开。当用交流墙充电时适配器,全速率充电电流与连接到ISET引脚的电阻器的值为如下方程式所述:

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建议以1C的速率给锂离子电池充电,其中“C”是电池的容量。举个例子,它是建议在750毫安时为750毫安时电池充电,或1C.以更高的速率充电会损坏电池。

USBpwr全速率充电模式

成功后启动全费率收费周期完成资格预审模式。定时器TCHG启动当充电器进入全速率充电时,按STAT1接通,STAT2断开。如果USB总线提供充电器电源,则默认全速充电电流为最大100毫安,除非将USB选择引脚拉高将充电电流设置为最大500毫安。恒压充电方式及充电结束(EOC)检测由于满负荷,蓄电池电压迅速升高充电并将达到4.2V终端电压,触发恒压充电循环。计时器TCHG继续在这个循环中计数。STAT1打开,STAT2关闭。这个恒电压充电电流逐渐减小充电至充电结束(EOC),即等于电阻器设置的全速率电流的10%连接到ISET引脚或USB选择引脚。中频定时器TCHG到达EOC前超时,充电停止并停止1STAT2都会亮,表示电池状况不好。

充值充电模式

一旦达到EOC,一个加满周期将继续给电池充电。定时加满循环提供最佳完成充电循环后的电池容量。在当ICHG达到2.5%时,充电终止全费率充电电流或当TTOPOFF超时时,以先发生者为准。STAT1将关闭,STAT2将关闭一旦上下循环成功完成,指示充电完成了。

维护模式

充电后立即开始维护模式已成功完成充值周期。在维修中模式,电池电压由LM3658监控连续不断地。如果蓄电池电压降到200毫伏以下VTERM,一个新的全费率收费周期开始补充电池。随着新的全费率收费周期的开始,STAT1将打开,STAT2将关闭,所有计时器将重置。参见LM3658流程图。充电状态输出LM3658提供两个开漏输出STAT1和STAT2,可连接到外部LED或通用外围IC的用途I/O(GPIO)。所有充电状态LM3658如表3所示。“开”是指STATx当其下拉晶体管打开时,引脚被拉低,表示逻辑0。

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安全计时器

为了防止电池无休止的充电会损坏电池,有三种安全措施在充电模式下强制终止充电的计时器未在允许的时间内完成。资格预审计时器(TPREQUAL)资格预审计时器从资格预审模式,允许30分钟过渡从资格预审到全额收费。如果电池电压在30分钟内未达到VFULL_速率,正在充电停止和状态引脚STAT1和STAT2都打开表示电池状态不良。

充电器定时器(TCHG)

充电计时器从开始全速充电开始LM3658的持续时间为5小时。如果指控电流未达到EOC,充电停止,STAT1和STAT2都打开表示电池状态不良。一次充电控制宣布电池损坏,删除输入电源是清除坏电池状态的唯一方法。加满计时器(TTOPOFF)一旦充电器成功完成恒流恒压充电,进入上下模式启动t关闭计时器。托波夫在LM3658上持续30分钟。在加满期间,当TTOPOFF达到其计算或当ICHG达到全额收费的2.5%时当前。在top off模式下没有超时条件。当充电被蓄电池温度中断时超出范围或禁用LM3658,适用的安全计时器将在中断期间存储其计数值,然后从其存储中恢复计数充电继续时的计数值,仅当充电器恢复到。

蓄电池温度监测(暂停模式)

LM3658配备了电池热敏电阻接口通过测量TS引脚和接地之间的电压来连续监测蓄电池温度。充电是仅当电池温度在一对内部比较器设置的可接受温度范围内时才允许在LM3658里面。如果电池温度超出范围,STAT1和STAT2都关闭,充电暂停。计时器保存其计数值。TS引脚仅在充电期间激活,没有当没有外部电源时来自电池的电流现在。如果应用程序中没有使用TS pin,则应该通过10kΩ下拉电阻器接地。当TS引脚保持浮动(电池取出)时当TS电压超过上限时,充电器将被禁用温度限制。

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LM3658电池温度功能是为使用而定制的热敏电阻负温度系数(NTC)103阻抗为10kΩ。如果需要替代热敏电阻在系统中使用的附加外部电阻是需要创建具有等效阻抗的电路。

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禁用充电器(充电中断模式)

拔下EN_b销可以安全地中断充电拔下EN_b销后,可以继续充电低。使能管脚可以永久地连接到GND,无需断电模式下额外的电流消耗惩罚。当充电器被禁用时,定时器保持其计数值,STAT1和STAT2都关闭。输入/输出旁路电容器应注意保持电荷的稳定性通过尽可能靠近1μF电容器连接系统到击球针。1.0μF-10.0μF必须连接到CHG_-IN和USBpwr输入引脚。可选用低成本陶瓷电容器。

LLP封装的热性能

LM3658是一种集成电源的单片器件费茨。因此,必须特别注意到LLP封装的热阻抗和为了最大限度地提高电路板的功耗LLP封装是为增强热性能而设计的,底部有一个外露的模具连接垫创建到PCB的直接路径的包的中心最大功耗。与传统相比嵌入模具连接垫的铅包在模塑料内部,LLP减少了一层热路径。

LM3658操作说明(续)

充分发挥了LLP封装的热优势只有当暴露的模具连接垫焊接到印制电路板上的热土地,并种植热通孔在热土下面。基于热分析LLP封装,与环境热阻的连接(θJA)在附加模具时可以提高2倍LLP封装的焊盘直接焊接在PCB上有热焊环和热通孔,而不是没有直接焊接到热焊环上的改变。典型节距热通孔的外径为1.27 mm分别为0.33毫米。典型的滚镀铜是1oz,虽然更厚的铜可以用来进一步改善热性能。LM3658模具连接垫连接到集成电路的基板上,因此PCB板上的焊环和通孔需要连接到接地(接地引脚)。有关板布局技术的更多信息,请参阅应用说明1187“无铅引线框架包“本申请说明还讨论了封装工艺、焊锡模板和组装工艺。

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