多功能AAT3680鋰電池線性充電控制器
AAT3680有8腳 MSOP、TSSOP或SOP封裝;充電電壓VCH為配合各種鋰電池或一個(gè)或二個(gè)鋰電池,出廠予置有4.1V、4.2V、8.2V、8.4V;適用于-20~+70℃溫度范圍。
AAT3680內(nèi)部架構(gòu)
圖1 AAT3680內(nèi)部功能框圖
AAT3680是一個(gè)片上系統(tǒng)(SoC),由圖1 可以看到它由讀取使能微控制器、2倍涓流充電控制器、電流環(huán)誤差放大器、電壓環(huán)誤差放大器、電壓比較器、溫度感測(cè)比較器、環(huán)路選擇和多工驅(qū)動(dòng)器、充電狀態(tài)邏輯控制器、狀態(tài)發(fā)生器、多工器、LED信號(hào)發(fā)生器、MOSFET、基準(zhǔn)電壓、電源開機(jī)復(fù)位、欠電壓鎖定、過流/短路保護(hù)等十多個(gè)不同功能的IC整合在一個(gè)晶元上。
圖2 AAT3680工作流程圖
圖3 AAT3680的鋰電池充曲線
圖4 AAT3680典型應(yīng)用圖
AAT3680主要特性與功能
4.5~15V輸入電壓范圍;低的靜態(tài)工作電流,典型值為0.5mA;可編程充電電流;自動(dòng)程控充電;電池溫度監(jiān)測(cè);過溫保護(hù)快速充電選擇;電池過放電涓流調(diào)整;電池充滿自動(dòng)轉(zhuǎn)換至關(guān)機(jī)/休眠模式;過壓、過流、過溫保護(hù);上電復(fù)位;LED充電狀態(tài)輸出或系統(tǒng)微控制器串行接口;-20~+70℃溫度范圍;8腳 MSOP、TSSOP或SOP封裝。
AAT3680的引腳功能如表1所示。
AAT3680充電器工作流程 AAT3680涓流充電 AAT3680充電程序 AAT3680充電狀態(tài)輸出 AAT3680應(yīng)用實(shí)例
電源接通上電復(fù)位,檢測(cè)供電是否欠電壓,如供電電壓不足(<4.0V),欠電壓鎖定,即進(jìn)入關(guān)機(jī)模式;如供電電壓正常,則對(duì)電池包進(jìn)行溫度測(cè)試,溫度過高,溫度故障,則返回上一程式,輸出報(bào)警;如電池包溫度正常,自動(dòng)作充電模式予先調(diào)整測(cè)試,VMIN>VBAT ,采用低電流充電模式;當(dāng)VBAT>VMIN,進(jìn)行電流狀態(tài)測(cè)試,VMAX>VBAT,采用恒流充電模式;VMAX
當(dāng)鋰電池的初始電壓很低時(shí)或鋰電池在充電過程中升溫太快時(shí),自動(dòng)改用微小電流的涓流充電模式,既可保護(hù)鋰電池又可有效降低充電中的鋰電池溫度。涓流電流是正??烧{(diào)節(jié)充電電流的10%。AAT3680特有的2倍涓流充電功能可以在安全模式下縮短涓流充電時(shí)間。連接T2X腳到VSS,即可獲得一個(gè)是常規(guī)涓流充電電流2倍的快速涓流充電功能。利用MCU可以設(shè)計(jì)編制涓流、2倍涓流、恒流、恒壓充電程控。
AAT3680的鋰電池充曲線如圖3所示,充電開始時(shí)如電池電壓過低,則先采用涓流充電,當(dāng)鋰電池具有一定電流、電壓,即進(jìn)入恒流充電模式,鋰電池的電壓逐漸升高,當(dāng)鋰電池電壓升高到4.0V(VCH=4.1V)或4.1V(VCH=4.2V)時(shí)轉(zhuǎn)入恒壓充電模式,充電電流逐漸減少,當(dāng)電壓、電流都已達(dá)到予置目標(biāo)值時(shí),充電程序結(jié)束。
AAT3680經(jīng)由STAT功能腳提供一個(gè)電池充電狀態(tài)輸出,其特點(diǎn)是一個(gè)開放的串行數(shù)據(jù)輸出,可以輸出顯示五種不同狀態(tài)功能。將STAT腳通過一個(gè)LED和VP連接,AAT3680每次輸出一組有四個(gè)周期長(zhǎng)的信息,可以表達(dá)電池充電的某一狀態(tài)。通常情況下,每一個(gè)輸出周期長(zhǎng)1秒,因而一組狀態(tài)信息需要4秒的時(shí)間通過一個(gè)LED去顯示。可以用LED亮暗來顯示休眠/充滿、溫度故障、充電調(diào)整、恒流模式、恒壓模式五種不同的狀況(表2)。
將STAT腳連接系統(tǒng)的微處理器,可用微處理器讀取這些信息,由于是計(jì)算機(jī)來讀取而非人工識(shí)別,每個(gè)周期的輸出速度將提高到40us,這樣一組狀態(tài)信息能在160us中讀取。
AAT3680的實(shí)際應(yīng)用十分方便而簡(jiǎn)單,周邊器件很少。典型應(yīng)用如圖4。
感測(cè)電阻RSENSE是在充電狀態(tài)下,利用充電電流流經(jīng)時(shí)產(chǎn)生的壓降監(jiān)控充電電流,由此獲得充電電流的反饋,可用下式計(jì)算:
RSENSE=VSENSE / IREG
其中,IREG 為預(yù)期的充電流。RSENSE 的監(jiān)控電流直接輸入AAT3680的監(jiān)控電流輸入端(CSI)。
電池的溫度監(jiān)測(cè)是通過測(cè)量TS與VSS引腳間的電壓實(shí)現(xiàn)對(duì)電池溫度的連續(xù)監(jiān)測(cè),把電池包內(nèi)的熱敏電阻作為溫度傳感器,輸出信號(hào)經(jīng)RT1和RT2分壓,將該電壓輸入AAT3680的溫度感測(cè)比較器,與內(nèi)部的門限電壓相比較,以決定是否允許充電。由于外部的分壓和內(nèi)部的門限電壓均以VP為參考,從而保證溫度檢測(cè)電路不受工作電源VP的波動(dòng)影響。
Q1可選用PNP晶體管和P-MOSFET,主要作為向鋰電池提供充電電流的通道,如圖2所示使用ZETEX的FZT788B,其基極電位受AAT3680的DRV腳控制,以按實(shí)時(shí)需要改變充電電流。
AAT3680可應(yīng)用在手機(jī)、PDA、DSC、手持儀器、座充和臺(tái)式充電器。
評(píng)論