智能大電流鋰離子電池線性充電方案

　　摘  要

　　現(xiàn)代電子產(chǎn)品日趨便攜化、智能化，因此也對(duì)它們的供電電池提出了輕便、高效的要求。鋰離子電池因其優(yōu)異的性能正逐漸成為現(xiàn)代電子產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)電池，但鋰離子電池相對(duì)其他電池而言更加脆弱，因此對(duì)電池充電電路也提出了更高的要求。本文介紹了一種基于SE9018的智能大電流鋰離子電池充電方案，可以很好地滿足現(xiàn)代電子設(shè)備中鋰離子電池的充電要求。

　　關(guān)鍵詞：9018; 大電流； 鋰電池充電

　　隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，電子設(shè)備日益趨于便攜化、多功能化，因此也對(duì)它們的供電電池提出了輕便、高效的要求。鋰離子電池以其能量密度高、充放電性能優(yōu)異、無(wú)污染等特點(diǎn)逐漸取代傳統(tǒng)的鎳鎘、鎳氫電池、鉛酸電池被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代便攜式電子產(chǎn)品中。但相對(duì)于其他類型電池，鋰離子電池在性能優(yōu)異的同時(shí)也對(duì)充電器提出了更高的要求，這些要求主要體現(xiàn)在充電過(guò)程的控制和鋰電池保護(hù)方面，具體表現(xiàn)為較大的充電電流、高精度的充電電壓、分階段的充電模式和完善的保護(hù)電路等。針對(duì)上述要求，思旺電子推出了智能化的大電流鋰離子電池充電芯片SE9018.SE9018采用底部帶有散熱片的PSOP8封裝，外圍元器件數(shù)目較少，可以適合USB電源和適配器電源工作，是現(xiàn)代便攜式移動(dòng)應(yīng)用的理想選擇。了解更多關(guān)于鋰電池的產(chǎn)品信息請(qǐng)點(diǎn)擊：http://www.dzsc.com/product/info/2804.html

圖1  SE9018腳位圖

　　功能簡(jiǎn)介

　　SE9018是一款恒流/恒壓模式的鋰離子電池線性充電芯片，采用內(nèi)部PMOSFET架構(gòu)，并集成有防倒充電路，不需要外部隔離二極管。芯片預(yù)設(shè)充飽電壓為4.2V,精度為±1.5%,充電電流可通過(guò)外部電阻進(jìn)行設(shè)置，最大持續(xù)充電電流可達(dá)1A.當(dāng)芯片由于工作功率大、環(huán)境溫度高或PCB散熱性能差等原因?qū)е陆Y(jié)溫高于140℃時(shí)，內(nèi)部熱反饋電路會(huì)自動(dòng)減小充電電流，將芯片溫度控制在安全范圍之內(nèi)。為使芯片能夠維持高效工作狀態(tài)，應(yīng)采取措施盡量降低芯片工作功率和芯片溫度，例如輸入端串聯(lián)小電阻（降低輸入電壓）、增大PCB散熱銅箔面積、使芯片散熱片與PCB銅箔充分接觸等。

圖2  SE9018原理圖

　　SE9018內(nèi)部集成電池溫度監(jiān)測(cè)電路，當(dāng)電池溫度超出正常范圍（過(guò)高或過(guò)低）時(shí)，芯片自動(dòng)停止充電過(guò)程，防止電池因?yàn)闇囟冗^(guò)高或過(guò)低而損傷。電池溫度監(jiān)測(cè)是通過(guò)判斷TEMP端電壓（VTEMP）實(shí)現(xiàn)的，VTEMP由一個(gè)包括電池內(nèi)部NTC熱敏電阻在內(nèi)的電阻分壓網(wǎng)絡(luò)提供。當(dāng)VTEMP處于45%*VCC與80%*VCC之間時(shí)，芯片判斷電池溫度處于正常范圍內(nèi)；當(dāng)VTEMP < 45%*VCC或VTEMP > 80%*VCC時(shí)，芯片判斷電池溫度過(guò)高或過(guò)低；當(dāng)TEMP端接地時(shí)，電池溫度監(jiān)測(cè)功能被禁用。

　　SE9018包含兩個(gè)漏極開(kāi)路的狀態(tài)指示輸出端CHRG和STDBY,當(dāng)電路處于充電狀態(tài)時(shí)，CHRG端置低電平，STDBY端為高阻態(tài)；當(dāng)電池充飽時(shí)，CHRG端變?yōu)楦咦钁B(tài)，STDBY端置低電平。當(dāng)電池溫度監(jiān)測(cè)功能正常使用時(shí)，如果芯片未連接電池或電池溫度超出正常范圍，CHRG端和STDBY端均為高阻態(tài)；當(dāng)電池溫度監(jiān)測(cè)功能被禁用時(shí)，如果芯片未連接電池，STDBY端為低電平，CHRG端輸出脈沖信號(hào)。

　　SE9018的其他功能包括手動(dòng)停機(jī)、欠壓閉鎖、自動(dòng)再充電等。

　　實(shí)際應(yīng)用分析

　　典型的基于SE9018的鋰離子電池充電電路如圖3所示。CE端為高電平時(shí)，SE9018正常工作。

圖3  SE9018典型應(yīng)用電路

　　充電電流的設(shè)置

　　恒流充電過(guò)程中的充電電流Ibat由PORG端與GND端之間的電阻Rprog設(shè)定，Ibat與Rprog阻值的關(guān)系為：

　　例如，如果想得到1A的恒定充電電流，根據(jù)公式可得Rprog=1200（Ω）。