LP3947—锂电池充电IC分析

2012-02-11 12:47:23来源: 互联网
LP3947是一款内置微处理器控制,性能完善的单节锂电池充电集成电路,它具有可以采用USB接口或AC电源适配器供电,内置调整管构成的线性充电单元,它可以用于稳定电源(LDO模式),输出电流可达1A,可充终止电压为4.1V或4.2V的电池,恒流恒压充电,并可对过放电电池进行预充电,内置电池温度检测,电池温度过高或过低时,充电器自动关断,有5.6小时安全定时器,有过流和过热保护,充电状态指示,充电电流检测,并输出与充电电流成比例的模拟电压,器件结温TJ在0℃≤TJ≤85℃。范围内,充电精度在1%内,输入电压范围:4.3V—6.0V,在AC适配器供电时,充电电流设定范围为100mA—750mA,在USB端口供电时,充电电流设定范围为100-500mA。工作温度:-40℃—+85℃。

  右图为其引脚示意图,该IC可广泛应用于移动电话,数码相机,USB供电的IT设备和掌上电器.LP3947各管脚功能说明如下:

  

单节锂电池充电管理集成电路LP3947

 

  · Pin1(EN):充电输入使能端,输入高电平允许充电,低电平禁止充电。

  · Pin2(SCL):I2C串行接口时钟输入端。

  · Pin3(SDA):I2C串行接口数据输入/输出端。

  · Pin4(BATT):电池充电输入端,此端接10uF陶瓷电容至地。

  · Pin5(VT):2.78V稳定电压输出端,用于测量电池温度的稳定电源。

  · Pin6(VBSENSE):电池电压检测端,与电池的正极相连。

  · Pin7(MODE):选择AC适配器供电(置高电平),选择USB供电(置低电平)。

  · Pin8(Diff-Amp):检测充电电流的差动放大器输出,输出电压正比于充电电流。

  · Pin9(Ts):多功能端,电池温度检测输入端,用于LDO模式/充电器模式输入端,若不装入充电电池,则为LDO模式,用作低压差4.1V或4.2V输出稳压器。

  · Pin10(EOC):内部为开漏输出,当USB端口或AC适配器被连接,电池已充满时,此端输出低电平,可外接一颗LED,亮表示电池已充满。

  · Pin11(GND):地端。

  · Pin12(CHG):内部为开漏输出,当USB端口或AC适配器被连接,电池开始充电,此端输出低电平,可外接一颗LED,亮表示电池已开始充电。

  · Pin13(ISEL):充电器在USB端口供电,此端接高电平,充电电流为100mA此端接低电平,充电电流为500mA(另外I2C接口可设定充电电流)。

  · Pin14(CHG-IN):充电器供电输入端,输入一个稳压有电流限制的电源,在此端必须接一个1uF陶瓷电容接地。

  

单节锂电池充电管理集成电路LP3947

 

  充电过程:LP3947组成的充电器电路如图2,充电过程及充电状态指示见图3,红色LED为充电指示灯,绿色LED充满指示灯,图中的终止充电电压为4.1V.

  充电器接上AC适配器或USB电源,充电器开始工作,如果输入电压在低阈值电压(≥4.3V)高电压阈值电压(≤6.0V)充电器检测到适合的输入电压,预充电开始,红色LED亮,绿色LED熄.

  预充电阶段的充电电流在40-70mA间,使过放电的电池以小电流安全充电,电池电压上升,一直到电池电压上升到3.0V以上时,预充电阶段即告结束,充电定时器启动,开始充电。

  快充电阶段的充电电流在ISEL端接高电平时(USB模式),电流为100mA,在ISEL端接低电平时,电流为500mA,此时若是使用AC适配器充电,快充电流由用户设定(100-750mA)快充电电流精度在≤150mA时为±20mA,≥200mA为±10%,快充电电压到4.1V时,恒流充电阶段结束,转为4.1V恒压充电。

  恒压充电阶段充电电压不变,但充电电流会逐渐下降,直到充电电流下降到一定程度时,充电结束,此时绿色LED亮,红色LED熄,如果快充电电流为1C时,终止充电电流可设定为0.1C,则恒压充电电流下降到50mA,终止充电,在100mA快充电电流时,定时器到5.6小时,终止充电,此时两个LED都亮。

  充电电流有IC内部的电流检测电路检测,有Diff-Amp输出与充电电流成比例的电压(输入微处理器的ADC电压),经微处理器控制后输出终止充电信号,充电电流ICHG与Diff-Amp输出电压的VDIFF的关系为:

  ICHG=(VDIFF-0.497)/1.655

  注意:式中单位:电流为A,电压为V。

  终止充电后若不取出电池,即进入维护状态,当电池电压下降0.2V时,则会进行补充充电,充电电压到4.1V时又会停止充电。

  CHG端接470Ω电阻及红色LED到CHG-IN端,EOC接绿色LED及470Ω到CHG-IN端,分别指示充电及终止充电状态。

  ISEL,MODE,SDA,SCL,EN和Diff-Amp与微处理器相连接,当充电器中不装入电池,则Ts端检测到电压是2.78V,充电为LDO模式,BATT端输出电压为稳定的4.1V。

单节锂电池充电管理集成电路LP3947

关键字:LP3947  锂电池  充电IC

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2012/0211/article_14150.html
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