HT4088這款電源管理芯片融入了現(xiàn)代科技的結(jié)晶,以其卓越的性能成為電子霧化產(chǎn)業(yè)單節(jié)鋰離子電池充電的絕佳選擇。其卓越的設(shè)計支持高達(dá)40V的輸入電壓,搭載了過壓保護(hù)(OVP)功能,確保安全穩(wěn)定地為電池充電。無論是恒定電流還是恒定電壓的充電模式,它都能處理自如。特別是HT4088的底部設(shè)計,帶有高效散熱片的ESOP/DFN封裝,使得它在提供穩(wěn)定的充電過程的同時,也保證設(shè)備的長期穩(wěn)定運行。其簡化的外部元件配置,無疑是對便攜式應(yīng)用的天賜良物。HT4088具有兼容性,可以完美適配于USB電源和適配器電源,滿足多樣化的電源需求。此外,其CHRG、STDBY端口最高承受40V的耐壓能力,更為設(shè)計師提供了極大的靈活性。在這科技與創(chuàng)新輝映的時代,HT4088以其無可挑剔的性能成為眾多工程師心目中的理想選擇,彰顯了技術(shù)與實用的完美結(jié)合。
由于采用了內(nèi)部 PMOSFET 架構(gòu),加上防倒充電路,所以不需要外部隔離二極管。熱反饋可對充電電 流進(jìn)行自動調(diào)節(jié),以便在大功率操作或高環(huán)境溫度條件下對芯片溫度加以限制。充滿電壓 4.2V 而充電 電流可通過一個電阻器進(jìn)行外部設(shè)置。當(dāng)充電電流在達(dá)到最終浮充電壓之后降至設(shè)定值1/5 時, HT4088 將自動終止充電循環(huán)。 當(dāng)輸入電壓(交流適配器或USB 電源)被拿掉時,HT4088 自動進(jìn)入一個低電流狀態(tài),將電池 漏電流降至1uA 以下。HT4088 在有電源時也可置于停機(jī)模式,從而 將供電電流降至 100uA。 HT4088 的其他特點包括電池反接保護(hù)、輸入欠壓閉鎖、輸入過壓保護(hù)、自動再充電、CE 使能端控制 和兩個用于指示充電、結(jié)束的LED 狀態(tài)引腳。
· 最高 40V電源輸入(需按典型電路應(yīng)用)
· 高達(dá) 1000mA 的可編程充電電流
· 用于單節(jié)鋰離子電池
·恒定電流/恒定電壓操作,有溫度自適應(yīng)可實現(xiàn)充電速率最大化
· 精度達(dá)到 ± 1%的預(yù)設(shè)充電電壓
· 充滿截止電壓 4.2V
· 輸入電壓 6.7V 時芯片 OVP 保護(hù)
· 充電狀態(tài)雙輸出、無電池和故障狀態(tài)顯示
· 低于 C/5 充電終止
· 涓流電流 C/10
· 無電源時電池漏電小于1uA
· 2.9V 涓流充電
· 軟啟動限制了浪涌電流
· 電池溫度監(jiān)測功能
· 電池反接保護(hù)功能
· 兩種封裝,采用 8 引腳 ESOP/DFN
HT4088 是一款高耐壓具備OVP保護(hù)功能專門為單節(jié)鋰離子或鋰聚合物電池而設(shè)計 線性充電器電路,利用芯片內(nèi)部的功率晶體管對電池進(jìn)行恒流和恒壓充電。充電電流可以用 外部電阻編程設(shè)定,最大持續(xù)充電電流可達(dá) 1A。 HT4088 包含兩個漏極開路輸出的狀態(tài)指示輸出端,充電狀態(tài)指示端CHRG 和電池故障狀態(tài)指示輸出端STDBY。芯片內(nèi)部的功率管理電路在芯片的結(jié)溫超過145℃時自動降低充電電流,這個功能可以使用戶最大限度的利用芯片的功率 處理能力,不用擔(dān)心芯片過熱而損壞芯片或者外部元器件。這樣,用戶在設(shè)計充電電流時, 可以不用考慮最壞情況,而只是根據(jù)典型情況進(jìn)行設(shè)計就可以了,因為在最壞情況下, HT4088會自動減小充電電流。
當(dāng)輸入電壓大于電源低電壓檢測閾值和芯 片使能輸入端接高電平時,HT4088 開始對電 池充電, CHRG 管腳輸出低電平,表示充電正 在進(jìn)行。如果電池電壓低于 2.9V,HT4088 采用 涓流對電池進(jìn)行預(yù)充電此時充電電流是恒流充 電電流的 10%。當(dāng)電池電壓超過 2.9V 時, 充 電器采用恒流模式對電池充電,充電電流由 PROG 管腳和 GND 之間的電阻 RPROG 確定。當(dāng)電 池電壓接近 4.14V 電壓時,充電電流逐漸減 小,HT4088 進(jìn)入恒壓充電模式。
當(dāng)充電電流減小到充電結(jié)束閾值時,充電周期結(jié)束,CHRG 端輸出高阻態(tài),STDBY 端輸出低電位。充電結(jié)束閾值是恒流充電電流的20%。當(dāng) 電池電壓降到再充電閾值以下時,自動開始新的充電周期。芯片內(nèi)部的高精度的電壓基準(zhǔn)源, 誤差放大器和電阻分壓網(wǎng)絡(luò)確保電池端調(diào)制電 壓的精度在1%以內(nèi),滿足了鋰離子電池和鋰聚合物電池的要求。當(dāng)輸入電壓掉電或者輸入 電壓低于電池電壓時,充電器進(jìn)入低功耗的睡眠模式,電池端消耗的電流小于 1uA,從而增加 了待機(jī)時間。如果將使能輸入端 CE 接低電平, 充電器停止充電。
充電電流的設(shè)定
充電電流是采用一個連接在 PROG 引腳與 地之間的電阻器來設(shè)定的,電流采用精度1%,根據(jù)需要的充電電流來確定電阻器阻值,客戶應(yīng)用中,可根據(jù)需求選取合適大小的 RPROG。
充電終止
當(dāng)充電電流在達(dá)到最終浮充電壓之后降至 設(shè)定值的 1/5 時,充電循環(huán)被終止。該條件是 通過采用一個內(nèi)部濾波比較器對 PROG 引腳進(jìn) 行監(jiān)控來檢測的。當(dāng) PROG 引腳電壓降至 100mV 以下的時間超過 tTERM(一般為 2.0mS)時, 充電被終止。充電電流被鎖斷,HT4088 進(jìn)入待機(jī) 模式,此時輸入電源電流降至 100μA。 (注:C/5 終止在涓流充電和熱限制模式中失 效)。
充電時,BAT 引腳上的瞬變負(fù)載會使 PROG 引腳電壓在 DC 充電電流降至設(shè)定值的 1/5 之 間短暫地降至 100mV 以下。終止比較器上的 2.0mS 濾波時間(tTERM)確保這種性質(zhì)的瞬變負(fù) 載不會導(dǎo)致充電循環(huán)過早終止。一旦平均充電 電流降至設(shè)定值的 1/5 以下,HT4088 即終 止 充電循環(huán)并停止通過 BAT 引腳提供任何電 流。在這種狀態(tài)下,BAT 引腳上的所有負(fù)載都 必須由電池來供電。
在待機(jī)模式中,HT4088對BAT引腳電壓 進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控。如果該引腳電壓降到 4.1V 的再充電電門限(VRECHRG)以下,則另一個充電循環(huán)開始并再次向電池供應(yīng)電流。 圖1 示出了一個典型充電循環(huán)的狀態(tài)圖。
熱考慮
由于 ESOP/DFN 封裝的外形尺寸很小,因此,需要采用一個熱設(shè)計精良的PCB板布局以最大幅度地增加可使用的充電電流,這一點非常 重要。用于耗散IC所產(chǎn)生的熱量的散熱通路從芯片至引線框架,并通過底部的散熱片 到達(dá)PCB板銅面。PCB板銅面為散熱器。散熱片相連的銅 箔面積應(yīng)盡可能地寬闊,并向外延伸至較大的面積,以便將熱量散播到周圍環(huán)境中。 至內(nèi)部或背部銅電路層的通孔在改善充電器的總體熱 性能方面也是頗有用處的。當(dāng)進(jìn)行PCB板布局設(shè)計時,電路板上與充電器無關(guān)的其他熱源也是必須予以考慮的,因為它們將對總體溫升和最大充電電流有所影響。
電池反接保護(hù)功能
HT4088具備鋰電池反接保護(hù)功能,當(dāng)電池正負(fù)極反接于輸出 BAT 引腳,HT4088會停機(jī)兩個LED全滅,此時反接的電池漏電電流 小 于 0.5mA 并不會損壞芯片。將反接的電池正確接入HT4088 自動開始充電循環(huán)。
HT4088 應(yīng)用及測試注意事項
1、 為保證各種情況下可靠使用,防止輸入電源插拔所產(chǎn)生的尖峰和毛刺電壓損壞芯片,芯片 VCC 端(使用 RS RA 及 CA 器件)必須按照典型電路應(yīng)用才可保證高壓輸入不 被損 壞,建議 HT4088 典型應(yīng)用情況下,Vcc 端口電容采用 X7R 的1uF陶瓷電容,電容 耐壓選擇最高 輸入電壓 1.5~2 倍;BAT 端采用 10uF 陶瓷電容。所有電容位置以靠近芯 片引腳為優(yōu),電容地并集中連接于芯片地,不宜過遠(yuǎn)(電容位置可參考下圖 PCB,圖 4 及圖 5)。
2、 VCC 端串聯(lián)一顆 0.2Ω 的 0805 或 1206 封裝耗散電阻,電阻參數(shù)及封裝可根據(jù)實際應(yīng)用選擇,主要考慮其功率是否足夠;耗散電阻不僅可以得到穩(wěn)定的充電電流,有效降低芯片 充電電發(fā)熱量,對輸入上電瞬間所產(chǎn)生的尖峰電壓有抑制作用且對整機(jī)系統(tǒng)的可靠性也有極 大的提升。
3、HT4088 采用 ESOP8/DFN 封裝,使用中需將底部散熱片與 PCB 板焊接良好,底部散熱區(qū)域 需要加多個通孔,并有大面積銅箔散熱為優(yōu)。多層 PCB 加充分過孔對散 熱有良好的效果, 散熱效果不佳可能引起充電電流受溫度保護(hù)而減小。
4、如需測試HT4088充電電流,芯片 BAT 端(5 號腳)應(yīng)直接連接電池正極,不可聯(lián)電流 表,電流表可串在芯片VCC端。
審核編輯 黃宇
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