低成本多化学电池充放电控制ISL6251、ISL6251A是高度集成的电池锂离子/锂离子聚合物电池充电器控制器镍氢电池。高效是通过同步降压拓扑和MOSFET的使用，代替二极管，用于从适配器或电池。低边MOSFET模拟发光二极管提高轻载效率和防止系统负荷巴士助推。恒定输出电压可选择为2、3和4系列锂离子电池，超温精度0.5%。它也可以在4.2V+5%/电池和4.2V-5%/电池，优化电池容量。供应时负载和电池充电器同时，输入交流适配器的电流限制可编程为3%的精度，以避免交流适配器过载，以及允许系统有效地使用可用的适配器充电电源。它也有一个广泛的范围可编程充电电流。ISL6251和ISL6251A提供用于监视电流消耗的输出从AC适配器，并监视是否存在AC适配器。ISL6251、ISL6251A自动转换从调节电流模式到调节电压模式。
笔记：
1.Intersil无铅+退火产品采用特殊无铅材料组；模塑料/模具连接材料和100%哑光镀锡板终饰，RoHS兼容和兼容SnPb和无铅焊接操作。Intersil无铅产品的MSL分类为达到或超过IPC/JEDEC J STD-020的无铅要求。
2.磁带和卷盘加“-T”。
特征
充电电压精度为±0.5%（-10°C至100°C）精确输入电流限值的±3%
电池充电电流精确限值为±5%
精确到蓄电池滴流充电电流限值的±25%（ISL6251A）
可编程充电电流限制，适配器电流极限和充电电压
固定300kHz脉冲宽度调制同步降压控制器轻载时的二极管仿真
输出来自交流适配器的电流
交流适配器显示指示灯
快速输入电流限制响应
输入电压范围7V至25V
支持2、3和4电池组
最高17.64V电池电压设定值
热关机
支持脉冲充电
电池泄漏电流小于10微安
为任何电池化学物质充电：锂离子、镍镉、镍氢等。
提供无铅加退火（符合RoHS）
应用
笔记本、台式笔记和子笔记本电脑
个人数字助理
绝对最大额定值热信息
DCIN、CSIP、CSON到GND。-0.3V至+28V
CSIP-CSIN，CSOP-CSON。-0.3V至+0.3V相对地。-7V至30V
引导至接地。-0.3V至+35V
启动阶段，VDD-GND，VDDP-PGND，
ACPRN至GND。-0.3伏至7伏
ACSET至GND（注3）。-0.3V至VDD+0.3V
ICM、ICOMP、VCOMP到GND。-0.3V至VDD+0.3V
ACLIM，CHLIM，VREF，细胞接地。-0.3V至VDD+0.3V
EN，VADJ，PGND至GND。-0.3V至VDD+0.3V
磨损。相-0.3V至启动+0.3V
LGATE。PGND-0.3V至VDDP+0.3V
热阻θJA（℃/W）θJC（℃/W）
QFN包（注4、6）。39 9.5条
QSOP包（注5）。88不适用
静电放电分类。二级
结温范围。-10°C至+150°C
工作温度范围。-10°C至+100°C
储存温度。-65°C至+150°C
铅温度（焊接，10s）。+300摄氏度
注意：超过“绝对最大额定值”中列出的应力可能会对设备造成永久性损坏。这是一个压力等级和操作
在本规范操作章节中所述的上述条件或任何其他条件下的装置并不隐含。
笔记：
3.当通过ACSET的电压低于0V时，通过ACSET的电流应限制在小于1mA。
4.θJA是在自由空气中测量的，该部件安装在具有“直接连接”特性的高效热导率测试板上。见技术简要说明TB379。
5.θJA是用安装在自由空气中的高效热导率测试板上的元件测量的。详见技术简报TB379。
6.对于θJC，“外壳温度”位置是包装底部外露金属垫的中心。
电气规范DCIN=CSIP=CSIN=18V，CSOP=CSON=12V，ACSET=1.5V，ACLIM=VREF，VADJ=Floating，EN=VDD=5V，启动阶段=5.0V，接地=PGND=0V，CVDD=1μF，IVDD=0mA，TA=-10°C至+100°C，TJ≤125°C，除非另有说明。
电气规范DCIN=CSIP=CSIN=18V，CSOP=CSON=12V，ACSET=1.5V，ACLIM=VREF，VADJ=Floating，EN=VDD=5V，启动阶段=5.0V，接地=PGND=0V，CVDD=1μF，IVDD=0mA，TA=-10°C至+100°C，TJ≤125°C，除非另有说明。（续）
注：
7.这是这些引脚（CSIP，CSIN，BOOT，UGATE，PHASE，CSOP，CSON）中的电流之和，均与16.8V相连。引脚EN，ACSET中无电流，VADJ，细胞，ACLIM，CHLIM。
典型工作性能DCIN=20V，4S2P锂电池，TA=25°C，除非另有说明。
典型工作性能DCIN=20V，4S2P锂电池，TA=25°C，除非另有说明。（续）
功能管脚说明
将护套连接到0.1μF陶瓷电容器的相针上并连接到自举肖特基二极管的阴极。
UGATE是高边MOSFET栅驱动输出。
LGATE是低边MOSFET栅极驱动输出；swing在0V和VDDP之间。
相位
相位连接销连接到高压侧MOSFET源、输出电感和低边MOSFET排水管。
CSOP/CSON是电池充电电流感应正/负输入。通过CSOP的差分电压CSON用来感应电池充电电流，并与充电电流极限阈值进行比较调节充电电流。CSON引脚也用作执行电压调节的电池反馈电压。犯罪现场调查/犯罪现场调查CSIP/CSIN是交流适配器电流感应正/负输入。通过CSIP的差分电压CSIN用于感应交流适配器电流，并且与交流适配器电流限制相比交流适配器电流。
GND是模拟接地。
DCIN引脚是内部5V LDO的输入。连接它至交流适配器输出。将DCIN连接到0.1μF陶瓷电容器。空调机组ACSET是一个AC适配器检测输入。连接到适配器输入的电阻分压器。
ACPRN是一个交流适配器存在开路漏极输出。当ACSET高于通常值时，ACPRN处于低激活状态1.26V，当ACSET低于通常值时为高电平1.26伏。
EN是充电启用输入。将EN连接到high启用充电控制功能，将EN连接到low禁用充电功能。与热敏电阻一起使用以检测一个热电池和暂停充电。
信息管理
ICM是适配器电流输出。这个引脚的输出产生与适配器电流成比例的电压。PGND是电源接地。将PGND连接到用于低侧MOSFET栅极驱动器的低侧MOSFET。
视频显示器
VDD是一种内部LDO输出，用于提供IC模拟电路。将1μF陶瓷电容器接地。
虚拟数据处理
VDDP是低压MOSFET栅极的电源电压。将4.7Ω电阻器连接到VDD和1μF陶瓷电容器接地。
ICOMP是电流环误差放大器的输出。
VCOMP是一种电压环放大器输出。
此引脚用于选择电池电压。单元格=VDD对于4S电池组，电池=接地对于3S电池组，电池=2S电池组的浮子。
VADJ调节电池调节电压。VADJ=VREF用于4.2V+5%/单元；VADJ=浮动4.2V/单元；VADJ=接地4.2V-5%/电池。连接到电阻分压器以编程所需电池电压在4.2V-5%和4.2V+5%之间。
CHLIM是电池充电电流限制设置引脚。克林输入电压范围为0.1V至3.6V。当CHLIM=3.3V时CSOP-CSON的设定值为165mV。充电器关闭如果CHLIM被强制低于88mV，则关闭。
ACLIM是适配器电流限制设置引脚。ACLIM=VREF用于100mV，ACLIM=浮动75mV，ACLIM=接地50毫伏。连接电阻分压器对适配器进行编程电流极限阈值在50-100毫伏之间。
VREF是一个2.39V参考输出引脚。它在内部补偿。不要连接去耦电容器。
操作理论
介绍
ISL6251、ISL6251A包括所有功能充电2-4电池锂离子和锂聚合物的必要条件电池。一种高效的同步buck变换器是用于控制充电电压和充电电流上升至10A。ISL6251、ISL6251A具有输入电流限制以及用于设置充电电流和充电的模拟输入电压；CHLIM输入用于控制充电电流利用VADJ输入控制充电电压。ISL6251、ISL6251A为电池充电时保持恒定充电电流，由CHLIM输入设置，直到电池电压上升到由VADJ输入设定的程序充电电压；然后充电器开始在恒定电压下工作充电模式。
EN输入允许通过来自微控制器的命令。它还使用EN来安全地当电池处于极热状态时，关闭充电器条件。适配器电流量报告在ICM输出。图11显示了IC功能块图表。同步buck变换器采用外部N通道将输入电压转换为所需电压的mosfet充电电流和充电电压。图12显示了带充电的ISL6251、ISL6251A典型应用电路电流和充电电压固定在特定值。这个图13所示的典型应用电路显示ISL6251、ISL6251A使用单片机调节CHLIM设定的充电电流输入。CHLIM处的电压和R1的值设置充电电流。DC/DC转换器产生驱动两个外部N通道mosfet的控制信号调节由ACLIM，CHLIM，VADJ和单元输入。ISL6251、ISL6251A具有电压调节回路（VCOMP）和两个电流调节回路（ICOMP）。这个VCOMP电压调节回路监控CSON以确保它的电压永远不会超过这个电压并调节由VADJ设定的电池充电电压。ICOMP电流调节回路调节电池充电电流送至蓄电池以确保其不会超过CHLIM设置的充电电流限制；以及ICOMP电流调节回路还调节从交流适配器，以确保其永远不会超过输入由ACLIM设置的电流限制，并防止系统崩溃和交流适配器过载。
脉宽调制控制
ISL6251、ISL6251A采用固定频率的脉宽调制带前馈的电流模式控制结构功能。前馈函数保持一个常数调制器增益为11，以实现降压输入电压变化。当电池充电时电压接近输入电压，DC/DC转换器在退出模式下运行，有定时器可防止从下降到可听频率的频率范围。其占空比可达99.6%。为了防止系统总线电压升高，蓄电池当CSOP CSON降至4.25 mV以下时，充电器以标准降压模式工作。一旦进入标准降压模式，磁滞不允许DC/DC转换器，直到CSOP-CSON上升到12.5mV以上。采用自适应门极驱动方案控制死区两个开关之间的时间。死区控制电路监视LGATE输出并阻止上侧从MOSFET开始直到LGATE完全关闭，防止交叉传导和射门。为了死者时间电路要正常工作，必须有一个低电阻，从LGATE驱动器到MOSFET的低电感路径从MOSFET源到PGND。这个外部肖特基二极管位于VDDP引脚和引导之间引脚保持引导电容器充电。设置蓄电池调节电压ISL6251ISL6251A使用高精度修剪调节电池充电的带隙基准电压电压。VADJ输入调节充电器输出电压，VADJ控制电压可以从0到VREF，提供10%的调整范围（从4.2V-5%到CSON调节电压为4.2V+5%。总电压精度达到0.5%以上。
每个电池的终端电压是电池化学。请咨询电池制造商确定这个电压。浮动VADJ，设置电池电压VCSON=4.2V×细胞数量，将VADJ连接至VREF，设置4.41V×电池数量，将VADJ接地，设置3.99V×细胞。因此，最大电池电压可以达到17.6V。注意，其他蓄电池充电电压可以通过将电阻分压器从VREF接地。这个电阻分压器的尺寸应不超过100微安从VREF；或连接低阻抗电压源，如微控制器中的D/A转换器。程序化的每个电池的电池电压可以通过以下方法确定方程式：
按表1所示将电池连接至充电2、3或4锂+、细胞。当给其他电池化学试剂充电时，使用电池选择充电器的输出电压范围。内部误差放大器gm1保持电压调节。电压误差放大器在VCOMP上进行补偿。组成部分图12所示的值为大多数应用程序。电压的个别补偿调节和电流调节回路允许最佳补偿。
设置电池充电电流限制CHLIM输入设置最大充电电流。这个电流感应电阻器设置的电流CSOP和CSON。满标度差动电压当CHLIM=3.3V时，CSOP和CSON为165mV，因此40mΩ感应的最大充电电流为4.125A电阻器。其他电池充电电流检测阈值可通过连接电阻分压器来设置值VREF或3.3V接地，或通过连接低阻抗微控制器中的D/a转换器等电压源。充电电流极限阈值由以下公式给出：
要设置哑充电器的涓流充电电流，a与开关Q3（图12）串联的电阻器，由微控制器从CHLIM引脚接地。涓流充电电流由
当CHLIM电压低于88mV（典型值）时禁用电池充电器。选择电流时感测电阻器，注意感测电阻器会导致进一步的功耗，降低效率。然而，调整CHLIM电压以降低电流检测电阻器R1上的电压将降低由于电流输入信号较小，所以精度较高感应放大器。在准确性和功耗。建议使用低通滤波器消除开关噪声。将电阻器连接到CSOP销而不是CSON销，因为CSOP销具有更低的偏置电流对电流检测精度的影响以及电压调节精度。
设置输入电流限制
来自AC适配器或其他DC的总输入电流电源，是系统供电电流和电池充电电流。输入电流调节器限制当输入电流超过输入电流限制设定值。系统电流通常作为系统的一部分波动上电或断电。没有输入电流调节，源必须能够提供最大系统电流和最大充电器输入电流同时。通过使用输入电流限制器，电流交流适配器的性能可以降低系统成本。ISL6251、ISL6251A限制电池充电电流当超过输入电流限制阈值时，确保蓄电池充电器不会使交流适配器负载降低电压。该恒定输入电流调节允许完全为系统供电并防止交流的适配器适配器过载和系统总线崩溃。内部放大器gm3比较CSIP和CSIN到输入电流极限阈值电压由ACLIM设置。将ACLIM连接到REF、Float和GND满标度输入限流阈值电压为100mV，分别为75mV和50mV，或使用VREF接地，设置输入电流限制如下方程式：
选择电流感应电阻器时，请注意电阻上的电压降会产生更大的功率消散，降低效率。交流适配器电流感觉准确度非常重要。使用1%的公差电流感应电阻器。最高精度为±3%用100mV电流检测阈值电压实现ACLIM=VREF，但它的功耗最高。为了例如，额定4A AC的功耗为400兆瓦可能必须使用适配器和1W感应电阻器。？4%75mV和50mV可达到±6%的精度ACLIM=浮动和ACLIM分别为GND。建议使用低通滤波器来消除开关噪音。将电阻器连接到CSIN引脚而不是CSIP引脚因为CSIN引脚的偏压电流小，影响小关于当前的感官准确性。交流适配器检测通过电阻分压器将交流适配器电压连接到ACSET，用于检测何时有交流电源可用，如中所示图12。ACPRN是开漏输出，当当ACSET为高于垂直高度，下降。Vth，rise和Vth，fall由下式给出：
其中Ihys是ACSET输入偏置电流滞后和真空设置=1.24伏（最小）、1.26伏（典型）和1.28伏（最大）。这个滞后为IhysR8，其中Ihys=2.2微安（最小值），3.4微安（典型值）和4.4微安（最大值）。
电流测量
使用ICM监测被感测的输入电流犯罪现场调查组和犯罪现场调查组。输出电压范围为0到2.5VICM的电压与CSIP和CSIN，由以下方程给出：
其中，IINPUT是从交流适配器引出的直流电流。ICM的准确度为±3%。连接到ICM输出的低通滤波器用于过滤开关噪声。线性稳压器VDD从内部LDO提供5.075V电源电压调节器来自DCIN，可输出高达30mA的电流。MOSFET驱动器由VDDP供电，它必须连接到VDDP，如图12所示。VDDP连接通过外部电阻连接到VDD。旁路VDDP和VDD带1μF电容器。关闭ISL6251、ISL6251A具有低功耗关机功能模式。低速行驶会关闭充电器。关闭时，DC/DC转换器被禁用，VCOMP和ICOMP被拖到地上。ICM、ACPRN输出继续功能。EN可由热敏电阻驱动，以实现自动电池组热时关闭。通常是全国过渡委员会电池组内装有热敏电阻，用于测量温度。当连接到充电器时，热敏电阻形成一个电压分压器，电阻上拉至VREF。EN的阈值电压为1.06V，滞后60mV。可以选择热敏电阻的电阻突然降低到a以上的温度特性临界温度。这种安排会自动关闭当电池组高于临界值时，关闭充电器温度。另一种抑制充电的方法是强迫CHLIM低于88mV（典型值）。短路保护和0V电池充电因为电池充电器会将充电电流调节到CHLIM设定的限值，自动短路保护并能提供充电电流以唤醒耗尽的电池
过温保护
如果模具温度超过150°C，则停止充电。一旦模具温度降至125°C以下，充电将再次启动。应用程序信息以下电池充电器设计是指图12中的应用电路，其中典型的电池采用4S2P配置。本节介绍如何选择外部元件，包括感应器、输入输出电容器、开关mosfet和电流感测电阻器。感应器选择感应器的选择在成本、尺寸和效率。例如，电感越低尺寸越小，但纹波电流越大。这也会导致在磁芯和绕组的交流损耗较高时，降低了系统效率。另一方面，较高的电感导致较低的纹波电流和输出滤波电容较小，但具有较高的DCR（DC电感器的电阻）损耗，且具有较慢的瞬态回应。因此，实际的电感设计是基于电感纹波电流为最大值的±（15-20）%在最大输入电压下工作直流电流。这个所需电感可通过以下公式计算：
回路补偿设计
ISL6251采用恒频电流模式控制实现快速环路瞬态响应的架构。与输出串联的精确电流传感电阻器电感器用于调节充电电流，以及感应到的电流信号被注入电压回路实现电流模式控制简化回路补偿设计。电感器不被认为是电流模式控制的状态变量及系统变成了单一订单系统。设计一个比电压模式稳定电压环的补偿器控制。图14显示了同步降压调节器。脉冲宽度调制比较器增益调频：峰值电流模式的PWM比较器增益Fm控制由以下人员提供：
组件放置
功率MOSFET应该靠近IC，以便栅极驱动信号，LGATE，UGATE，PHASE，和BOOT，痕迹可能很短。将部件放置在高dv/dt和di/dt的集成电路具有较少的噪声痕迹，例如门信号和相位节点信号。信号接地和电源接地连接。至少要有相当大的面积的铜应通过集成电路屏蔽其他噪声耦合器作为IC下面的信号接地。最佳连接点信号接地和电源接地在负极每侧输出电容器的一侧噪音；不建议在IC下面有噪音痕迹。
GND和VDD引脚
至少有一个高质量的陶瓷去耦盖用来穿过这两个大头针。脱钩帽可以放在靠近IC。
LGATE销
这是底部MOSFET的栅极驱动信号降压转换器。通过这个轨迹的信号有高dv/dt和高di/dt，以及峰值充电和放电电流很大。这两个痕迹应该是短，宽，远离其他痕迹。不应该有与任何层上的这些痕迹平行的其他痕迹。
PGND引脚
PGND引脚应布置在带独立记录道的相关输出盖。消极的一面输出电容必须靠近底部的MOSFET。此跟踪是LGATE的返回路径。
相位管脚
这个痕迹应该很短，并且远离其他痕迹微弱信号痕迹。这个节点的dv/dt非常高从输入电压到接地的电压摆动。没有痕迹应该和它平行。此跟踪也是返回路径为了乌盖特。将此引脚连接到高端MOSFET来源。
该引脚为方形波形，dv/dt高。它提供栅极驱动电流以充放电具有高di/dt的顶级MOSFET。这个痕迹应该很宽，短，远离其他类似于汞合金的痕迹。
引导销
这个销的di/dt和磨牙一样高；因此，这个痕迹应该尽可能短。CSOP，CSON引脚电流检测电阻器连接到CSON和CSOP引脚通过低通滤波器。CSON引脚也是用作蓄电池电压反馈。痕迹应该是远离高dv/dt和di/di引脚，如相位、启动别针。一般来说，电流感应电阻应该是闭合的给保险公司。其他布局安排应调整因此。
电子管脚
该引脚在启用模式下保持高电平，在空闲模式下保持低电平，并且相对稳健。启用信号应参考信号地面。
DCIN引脚
这个引脚连接到交流适配器输出电压，并且应该降低噪音敏感度。相节点的铜尺寸相位电容应保持很低尽量减少铃声。最好是限制相节点铜严格按照电流以及热管理的应用。识别电源和信号接地转换器的输入和输出电容，电源底部开关MOSFET PGND的端子接地。其他组件应该连接到信号接地。信号和电源接地连接有一次在一起。开关MOSFET的钳位电容建议密切使用陶瓷盖连接到高侧MOSFET的漏极，以及低边MOSFET的源极。这个电容器减少了噪声和MOSFET的功率损耗。
