SUN4001
特点
4.2V 单节锂离子或锂聚合物电池充电器的理想控制电路;
预充电过程,用户可改变预充电电流; 恒定电流充电,充电电流可调; 恒定电压充电过程; 自动再充电过程; 动态的电池内阻补偿,可以减少充电时间; 双LED 充电状态指示; 电池不正常状态的检测;
电源电压低时,处于低功耗的Sleep 模式,电池漏电流小; 极少的外围元器件;
小型化的SOP8或MSOP8 封装;
概述
SUN 4001是一款专门为高精度的线性锂电池充电器而设计的电路,非常适合那些低成本、便携式的充电器使用。它集高精度预充电、恒定电流充电、恒定电压充电、电池状态检测、温度监控、充电结束低泄漏、充电状态指示、电池内阻补偿等性能于一身,可以广泛地使用于PDA 、移动电话、手持设备等领域。
SUN 4001通过检测电池电压来决定其充电状态:预充电、恒流充电、恒压充电。当电池电压小于阈值电压V MIN (一般为3V )时,处于预充电状态,以较小的电流对电池进行充电,预充电的电流可以通过外部电阻进行调整。预充电使电池电压达到V MIN 后,进入恒定电流充电的快速充电状态,充电电流I REG 可以通过外围电阻R1调整,恒定电流充电使电池电压上升到恒定电压充电电压V REG (一般为4.2V )。然后进入恒定电压充电状态,充电电压的精度优于±1%,在该状态下,充电电流将
逐渐减小,当充电电流小于阈值I TERM ,充电结束。充电结束后,将始终对电池电压进行监控,当电池电压小于阈值V RECHG (一般为V REG -125mV )时,对电池进行再充电,进入下一个充电周期。 为了安全起见,在整个充电过程中,SUN4001利用电池内部的热敏电阻和适当的外围电阻对电池的温度进行监控,可以使电池的温度控制在用户设置的范围内。当电池温度超过设置的范围0.5秒钟以后,将停止对电池充电;电池温度回到设置范围以内0.5秒钟以后,充电继续。
SUN 4001还可以通过适当的外围电阻对电池的内阻进行动态补偿,从而有效地缩短充电时间。
功能框图
LEDS
TS
VSS
BAT CS1
DRIVE
8.4V 双节锂离子或锂聚合物电池充电器的理想控制电路;
订购信息
型号
输出电压
再充电电压
封装形式 PIN 数
SUN 4001S 4.2V 4.075V
SOP 8 SUN 4001M 4.2V 4.075V MSOP 8
管脚排列
VCC
CS2/LEDT CS1DRIVE
LEDS TS VSS BAT
引脚描述
引脚名称
引脚序号
I/O
引脚功能
LEDS 1 O 充电状态指示。在充电过程中,该引脚被下拉到VSS ;充电结束后,呈高阻态;电池不正常或
温度超过设置的范围时,输出50%占空比的2Hz 脉冲。该引脚可通过330欧姆电阻与指示发
光二极管连接。 TS 2 I
温度监控输入端。该引脚的输入电压必须在V TS1与V TS2之间;否则,将视为电池温度超出设置
范围。 VSS 3 PWR
接地端。与供电电源和电池的负极相连。
BAT 4 I
电池电压检测输入端。与电池相接时需串接330~680欧姆电阻,同时,电池两端需用一个 10μF 的电容去耦. DRIVE 5 O 调整管驱动端。与外部调整管的基极(PNP 晶体管)或栅极(PMOS 管)相连。
CS1 6 I
充电电流控制端。调整电源正极与调整管发射极(PNP 晶体管)或源极(PMOS 管)之间的电阻,可设置预充电和恒定电流充电的电流。 CS2/LEDT 7 I/O
电池内阻补偿控制/充电结束指示端。充电过程中,调整外接分压电阻,可控制电池内阻补偿的
深度;充电结束后,该引脚被下拉到VSS ,可以用来作为充电结束指示。 VCC 8 PWR
电源端。与供电电源的正极连接,该引脚需用一个10μF 的电容去耦。
8.4V 8.15V
极限参数
供电电源-0.3V ~+18V CS1、CS2/LED 、DRIVE 、BAT 、
LEDS 、TS 端允许输入电压................................-0.3V ~VCC +0.3V 工作温度T A .................................................................-40℃~+85℃ 结温..............................................................................................150℃
功耗P D (T A =25℃)
< 贮存温度.......................................................................-65℃~150℃ 焊接温度(锡焊,10秒)............................................................300℃
注:超出所列的极限参数可能导致器件的永久性损坏。以上给出的仅仅是极限范围,在这样的极限条件下工作,器件的技术指标将得不到保证,长期在这种条件下还会影响器件的可靠性。
电气参数
(除非特别注明,VCC =5V 。标注“♦”的工作温度为:-40℃≤T A ≤85℃;未标注“♦”的工作温度为: T A =25℃;典型值的测试温度为:T A =25℃)(双节锂电池的电源电压VCC=9V,充电电压、再充电电压、预充电结束阈值等电压值是下图中数值的两倍)
参数名称
符号
测试条件
最小值
典型值
最大值
单位
供电电源 VCC ♦ 4.5 12 V VCC =5V ♦ 1 3 MA 电源电流 I SUPPLY
VCC =12V
♦ 2 MA 有效电源电压
V UVLO VCC 上升
♦ 3.8 4.07 4.3 V Sleep 模式电池漏电流
I SLEEP VCC 悬空,V BAT =4.2V
♦
7 20 uA
恒定电压充电 4.168 4.200 4.232 V 充电电压
V REG VCC =V CS1=V CS2/LEDT
♦
4.158 4.200 4.242 V
输入电压调整率 VCC =5V ~12V 0.05 % 进入再充电状态状态
BAT 端电压
V RECHG
V REG -0.175V REG -0.125 V REG -0.075 V
恒定电流充电 CS1端电压 V CSREG 相对于VCC (注1)
♦
135 150 165 MV
预充电电流
CS1端电压
V CSPRE 相对于VCC (注1) 10 18 28 MV 充电结束阈值 CS1端电压
V CSTERM 相对于VCC (注1) 8 15 22 MV 温度监控(TS 端电压) 低端电压 V TS1 26 28 30 %VCC 高端电压 V TS2 55 58 61 %VCC 预充电结束阈值 BAT 端电压 V MIN 2.94 3.00 3.06 V 电池内阻补偿 补偿系数(注3) G COMP
2.5
2.8
3.1
V/V
DRIVE 驱动端 上拉阻抗
V BAT =4.5V 5 k Ω
输出高电平 VCC =12V ,V BAT =4.5V ♦11.9 V 灌电流
V BAT =3.6V ,V DRIVE =1V
♦
30 MA
电气参数(续)
(除非特别注明,VCC=5V。标注“♦”的工作温度为:-40℃≤T A≤85℃;未标注“♦”的工作温度为:T A=25℃;典型值的测试温度为:
T A=25℃)
参数名称符号测试条件最小值典型值最大值单位
电池不正常状态判别
BAT端电压V BSC 0.3 0.8 1.2 V 最大预充电时间t FAIL 10 15 20 min LEDS端输出脉冲周期 0.3 0.5 0.75 s LEDS端输出脉冲占空比50 %
LEDS端,CS2/LEDT端灌电流V LEDS=V CS2/LEDT=0.3V
10 mA
BAT端输入电流V BAT=3.6V 4.2
10
μA
BAT端外接电容 4.7 47
μF
TS端输入电流V TS=2.5V 0.01 μA
CS1端输入电流V CS1=4.95V,V BAT=3.6V 5 μA
CS2/LEDT端输入电流V CS1=4.95V,V BAT=3.6V 5 μA
注:1 除非特别注明,表中的电压值均相对于VSS而言;
2 参见应用线路图3和图5;
3 补偿系数的定义为:G COMP=ΔV REG/(V CS2/LEDT-V CS1)。
整管的应用线路图,图4示出了充电过程中的电
图3 用PNP晶体管作为调整管的单节电池充电应用线路图
SUN4001
充电电流电池电压
预充电恒定电流充电恒定电压充电
I REG
V
REG
电压曲线
图5 节锂
双电池充电的应用线路