三節(jié)鋰電池充電管理芯片世微AP6934

時間：2023-07-17

概述:

AP6934 是 PWM 降壓模式三節(jié)鋰電池充電管理集成電路，獨立對三節(jié)鋰電池充電進行自動管理，具有封裝外形小，外圍元器件少和使用簡單等優(yōu)點。

AP6934 具有恒流和恒壓充電模式，非常適合鋰電池的充電。在恒壓充電模式，AP6934將電池電壓調(diào)制在 12.6V，精度為±1%；在恒流充電模式，充電電流通過一個外部電阻設(shè)置。

對于深度放電的鋰電池，當電池電壓**8.4V時，AP6934用所設(shè)置的恒流充電電流的15%對電池進行涓流充電。在恒壓充電階段，充電電流逐漸減小，當充電電流降低到外部電阻所設(shè)置的值時，充電結(jié)束。在充電結(jié)束狀態(tài)，如果電池電壓下降到12V時，自動開始新的充電周期。當輸入電源掉電或者輸入電壓**電池電壓時，AP6934自動進入睡眠模式。

其它功能包括輸入低電壓鎖存，電池溫度監(jiān)測，電池端過壓保護和充電狀態(tài)指示等。AP6934 采用 16 管腳 TSSOP 封裝。

特點:

? 寬輸入電壓范圍：7.5V 到 28V

? 對三節(jié)鋰電池完整的充電管理

? 充電電流達 5A

? PWM 開關(guān)頻率：300KHz

? 恒壓充電電壓精度： ±1%

? 恒流充電電流由外部電阻設(shè)置

? 對深度放電的電池進行涓流充電

? 充電結(jié)束電流可由外部電阻設(shè)置

?電池溫度監(jiān)測功能

?自動再充電功能

? 充電狀態(tài)和充電結(jié)束狀態(tài)指示

? 軟啟動功能

?電池端過壓保護

? 工作環(huán)境溫度：－40℃ 到＋85℃

? 采用 16 管腳 TSSOP 封裝

? 產(chǎn)品無鉛，無鹵素元素，滿足 RoHS

應(yīng)用:

? 筆記本電腦，上網(wǎng)本

? 航模，車模和船模等

? 備用電池應(yīng)用

? 便攜式工業(yè)和醫(yī)療儀器

?電動工具

? 獨立電池充電器

應(yīng)用信息

低電壓鎖存 (UVLO)

芯片內(nèi)部的低電壓鎖存電路監(jiān)測輸入電壓，當輸入電壓**6V(典型值)時，內(nèi)部電路被關(guān)斷，充電器不工作。

涓流充電

在充電狀態(tài)，如果電池電壓**8.4V，充電器進入涓流充電模式，此時充電電流為所設(shè)置的恒流充電電流的15%。

電池溫度監(jiān)測

為了監(jiān)測電池的溫度，需要一個緊貼電池的負溫度系數(shù)的熱敏電阻。當電池的溫度**出可以接受的范圍時，充電將被暫時停止，直到電池溫度回復到正常范圍內(nèi)。負溫度系數(shù)的熱敏電阻應(yīng)該連接在TEMP管腳和地之間。在芯片內(nèi)部，TEMP管腳連接到兩個比較器的輸入端，其低電壓閾值為175毫伏，對應(yīng)正常溫度范圍的上限溫度點；高電壓閾值為1.6伏特，對應(yīng)正常溫度范圍的下限溫度點。

回路補償

為了保證電流調(diào)制回路和電壓調(diào)制回路的穩(wěn)定性，需要下面的回路補償元件：

(1) 從COM1管腳到地之間接一個470pF的電容

(2) 從COM2到地之間串聯(lián)連接一個120?的電阻和一個220nF的瓷片電容

(3) 從COM3到地之間連接一個100nF的瓷片電容

電池連接檢查

AP6934沒有電池連接檢查功能。當電池沒有連接到充電器上時，AP6934將輸出電容作為電池充電到恒壓充電電壓后，進入充電結(jié)束狀態(tài)，由于BAT管腳的工作電流對輸出電容的放電效應(yīng)，BAT管腳的電壓將慢慢下降到再充電閾值，AP6934再次進入充電狀態(tài)，充電器將在充電狀態(tài)和充電結(jié)束狀態(tài)之間循環(huán)，這樣在BAT管腳形成一個鋸齒波形，同時輸出脈沖信號表示沒有安裝電池。當電池連接端BAT管腳的外接電容為10uF時，脈沖的頻率大約為10Hz。較好不要在充電器運行時將電池接入充電器，否則充電器可能在短時間內(nèi)向電池灌入較大電流。

輸入和輸出電容

輸入電容對輸入電源起濾波作用，需要吸收在輸入電源上產(chǎn)生的紋波電流，所以輸入電容必須有足夠的額定紋波電流。在較壞情況下，輸入電容的額定RMS紋波電流需要達到充電電流的二分之一。對輸出電容的選擇，為了降低輸出端的紋波電壓和改善瞬態(tài)特性，主要考慮串聯(lián)等效電阻(ESR)。一般來講，10uF的輸出電容可以滿足要求。

電感的選擇

在正常工作時，瞬態(tài)電感電流是周期性變化的。在P溝道MOS場效應(yīng)晶體管導通期間，輸入電壓對電感充電，電感電流增加；在P溝道MOS場效應(yīng)晶體管關(guān)斷期間，電感向電池放電，電感電流減小。電感的紋波電流隨著電感值的減小而增大，隨著輸入電壓的增大而增大。較大的電感紋波電流會導致較大的紋波充電電流和磁損耗。

MOSFET的選擇

AP6934的應(yīng)用電路需要使用一個P溝道MOS場效應(yīng)晶體管。選擇該MOS場效應(yīng)晶體管時應(yīng)綜合考慮轉(zhuǎn)換效率，MOS場效應(yīng)晶體管功耗以及較高溫度。在芯片內(nèi)部，柵較驅(qū)動電壓被鉗位在6.5V(典型值)，可以使用低開啟電壓的P溝道MOS場效應(yīng)晶體管。所以需要留意該MOS場效應(yīng)晶體管的擊穿電壓BVDSS要大于較高輸入電壓。選擇P溝道MOS場效應(yīng)晶體管時需要考慮的因素包括導通電阻Rds(on)，柵較總電荷Qg，反向傳導電容CRSS，輸入電壓和較大充電電流。

設(shè)計PCB的考慮

為了保證AP6934能夠正常工作和提高轉(zhuǎn)換效率，在設(shè)計PCB時，需要考慮下面幾點：

(1) 為了保證盡可能低的電磁輻射，兩個二極管，P溝道MOS場效應(yīng)晶體管，電感和輸入濾波電容的引線要盡量短。輸入電容的正極到P溝道MOS場效應(yīng)晶體管的距離也要盡量短。

(2) 在COM1，COM2和COM3管腳的回路補償元件的接地端要接到AP6934的模擬地(GND)，這樣可以避免開關(guān)噪聲影響回路的穩(wěn)定性。

(3) 輸出電容的接地端和輸入電容的接地端要先接到同一塊銅皮再返回系統(tǒng)的地端。

(4) 模擬地和流經(jīng)大電流(功率地)的地要*自返回系統(tǒng)地。

(5) AP6934的GND管腳和PGND管腳也具有散熱的功能，所以接地的銅皮面積要盡可能大。對于輸入電壓比較高或者片外P溝道MOS場效應(yīng)晶體管的柵較電容比較大的情況，此點尤其重要。

(6) 將充電電流電阻RCS靠近電感的輸出端，其放置方向要保證從芯片的CSP管腳和BAT管腳到RCS的連線比較短。CSP管腳和BAT管腳到RCS的連線要在同一層次上，而且距離要盡可能小。

(7) 為了保證充電電流檢測精度，CSP管腳和BAT管腳要直接連接到充電電流檢測電阻上。

詞條
詞條說明
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