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MicrochipMCp73871鋰電池充電管理控制方案

Microchip公司的MCp73871是具有系統(tǒng)負(fù)載均衡功能的分立式鋰離子/鋰聚合物電池充電管理控制器，能夠在輸入端和電池間自主選擇電源：?jiǎn)喂?jié)鋰離子電池或輸入電源(ac-dc墻式適配器或USB端口)。MCp73871器件采用恒流/恒壓(CC/CV)充電算法，充電終止點(diǎn)可選。廣泛用在GpS/導(dǎo)航儀，pDA和智能電話，便攜式媒體播放器和Mp3播放器，數(shù)碼相機(jī)，藍(lán)牙耳機(jī)和便攜式醫(yī)療設(shè)備等。本文介紹了MCp73871的主要特性，功能框圖，典型應(yīng)用以及MCp73871評(píng)估板特性，電路圖以及所用材料清單(BOM)。

MCp73871：具有系統(tǒng)負(fù)載均衡功能的分立式鋰離子/鋰聚合物電池充電管理控制器

MCp73871器件為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)負(fù)載均衡和采用ac-dc墻式適配器或USB端口電源對(duì)鋰離子/鋰聚合物電池充電提供了完全集成的線性解決方案。它能夠在輸入端和電池間自主選擇電源。該器件不僅體積小而且需要的外部元件數(shù)少，因而非常適合于便攜式應(yīng)用。

MCp73871器件可以自動(dòng)選擇提供給系統(tǒng)負(fù)載的電源，單節(jié)鋰離子電池或輸入電源(ac-dc墻式適配器或USB端口)。MCp73871器件完全滿足USB規(guī)范規(guī)定的電流消耗限制。在采用ac-dc墻式適配器給系統(tǒng)供電時(shí)，外部電阻會(huì)將充電電流的最大幅值設(shè)置為1A，能夠支持系統(tǒng)負(fù)載和電池充電電流之和小于等于1.8A的場(chǎng)合。MCp73871器件采用恒流/恒壓(CC/CV)充電算法，充電終止點(diǎn)可選。

有以下4種可供選擇的固定恒壓選項(xiàng)：4.10V、4.20V、4.35V或4.40V以滿足新興的電池充電要求。在大功率或高環(huán)境溫度條件下，MCp73871器件還會(huì)根據(jù)管芯溫度來(lái)限制充電電流。這種根據(jù)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)的功能縮短了充電時(shí)間，同時(shí)也保證了器件的可靠性。

MCp73871器件帶有電池電量低指示、電源電壓正常指示和兩個(gè)充電狀態(tài)指示，其輸出可與LED連接或是與主控單片機(jī)通信。MCp73871器件在環(huán)境溫度在-40°C至+85°C的范圍內(nèi)的各項(xiàng)指標(biāo)完全正常。

MCp73871特性

集成系統(tǒng)負(fù)載均衡和電池充電管理功能

為系統(tǒng)供電和給鋰離子電池充電同時(shí)進(jìn)行

電壓與電流比例控制(VoltageproporTIonalCurrentControl，VpCC)確保系統(tǒng)負(fù)載的優(yōu)先級(jí)高于鋰離子電池充電電流

通過(guò)理想二極管的通斷實(shí)現(xiàn)低損耗的電源通路管理

完整的線性充電管理控制器

集成了傳輸晶體管

集成了電流檢測(cè)

集成了反向放電保護(hù)

可選的輸入電源：USB端口或AC-DC墻式適配器

預(yù)設(shè)的高精度充電電壓：

4.10V、4.20V、4.35V或4.40V

±0.5%穩(wěn)壓容差

可進(jìn)行熱調(diào)節(jié)的恒流/恒壓(ConstantCurrent/ConstantVoltage，CC/CV)操作

總輸入電流的最大值控制在1.8A

可編程快速充電電流(采用電阻控制)范圍：50mA至1A

電阻可編程充電終止設(shè)定點(diǎn)

可選的USB輸入電流控制

絕對(duì)最大值：100mA(低)/500mA(高)

自動(dòng)再充電

自動(dòng)充電結(jié)束控制

帶使能/禁止控制的安全定時(shí)器

給深度耗盡的電池進(jìn)行0。1C預(yù)充電

電池溫度監(jiān)視器

欠壓鎖定(UndervoltageLockout，UVLO)

電池電量低指示(LBO)

電源電壓正常指示(pG)

充電狀態(tài)和故障條件指示

溫度范圍：-40°C至85°C

封裝：20引腳QFN(4mm×4mm)

MCp73871應(yīng)用：

GpS/導(dǎo)航儀

pDA和智能電話

便攜式媒體播放器和Mp3播放器

數(shù)碼相機(jī)

藍(lán)牙耳機(jī)

便攜式醫(yī)療設(shè)備

座式充電器/擴(kuò)展底座

玩具

圖1.MCp73871功能框圖

MCp73871評(píng)估板

在便攜式電子設(shè)計(jì)中，空間和復(fù)雜度是要考慮的兩個(gè)關(guān)鍵因素。高度集成的MCp73871器件包含了開發(fā)新型鋰離子/鋰聚合物電池供電產(chǎn)品所需的眾多元件，跨越了設(shè)計(jì)屏障，滿足了便攜式電子設(shè)計(jì)的要求。

MCp73871器件僅需要極少的外部元件就能分別向系統(tǒng)負(fù)載供電以及給單節(jié)鋰離子電池充電。當(dāng)未施加輸入電源或其電量不夠時(shí)，鋰離子電池就會(huì)變?yōu)橹麟娫椿虺洚?dāng)輔助電源來(lái)提供所需的系統(tǒng)負(fù)載電流。開發(fā)MCp73871評(píng)估板的目的是幫助產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員采用頗受歡迎的Microchip帶系統(tǒng)負(fù)載均衡功能的分立式鋰離子電池充電管理控制器來(lái)簡(jiǎn)化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)時(shí)間。

MCp73871評(píng)估板演示了Microchip的MCp73871“帶系統(tǒng)負(fù)載均衡功能的分立式線性鋰離子/鋰聚合物電池充電管理控制器”的功能。

MCp73871評(píng)估板被設(shè)計(jì)為向系統(tǒng)負(fù)載和預(yù)設(shè)充電電壓為4.2V(MCp73871還有4.1V、4.35V和4.4V穩(wěn)壓選項(xiàng))的單節(jié)鋰離子電池提供至少為1.5A的總電流。

MCp73871評(píng)估板具有兩個(gè)撥動(dòng)開關(guān)(dipswitch)用來(lái)選擇輸入電流的極限值。第一個(gè)撥動(dòng)開關(guān)(SW2)用于在Ac-Dc適配器和USB端口(AC/USB)之間選擇輸入電源。第二個(gè)撥動(dòng)開關(guān)(SW1)用于在500mA高電流USB端口或100mA低電流USB端口(高/低)之間進(jìn)行選擇。當(dāng)用SW2選擇了USB作為電源時(shí)，輸入電流的極限值由USB規(guī)范規(guī)定。

當(dāng)用SW2選擇交流適配器時(shí)，快速充電電流的最大值由電阻(RpROG1)設(shè)定為1A，充電終止電流由電阻(RpROG3)設(shè)定為100mA。

MCp73871評(píng)估板提供了三個(gè)狀態(tài)LED，兩個(gè)作為充電狀態(tài)輸出，一個(gè)作為電源電壓正常指示燈。

MCp73871評(píng)估板套件包含：

MCp73871評(píng)估板，102-00183

模擬和接口產(chǎn)品演示板光盤(DS21912)

MCp73871EvaluaTIonBoardUsersGuide(DS51755)

MCp73871數(shù)據(jù)手冊(cè)“Stand-AloneLinearLi-Ion/Li-polyBatteryChargeand

SystemLoadSharingManagementController”(DS22090)

MCp73871評(píng)估板演示了采用Microchip的分立式線性鋰離子電池充電器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)電源通路和負(fù)載均衡管理控制的解決方案。當(dāng)斷開輸入電源時(shí)，鋰離子電池也能給系統(tǒng)負(fù)載供電。MCp73871提供的大量器件選項(xiàng)，使其可在各種應(yīng)用中使用。欲了解更多的器件選項(xiàng)，請(qǐng)參見(jiàn)MCp73871數(shù)據(jù)手冊(cè)(DS22090A_CN)和/或聯(lián)系當(dāng)?shù)氐腗icrochip技術(shù)支持。

可作為參考設(shè)計(jì)的典型應(yīng)用有智能電話、pDA、便攜式媒體播放器、Mp3播放器、數(shù)碼相機(jī)、手持式醫(yī)療設(shè)備、藍(lán)牙耳機(jī)、超移動(dòng)pC和便攜式發(fā)報(bào)機(jī)。

MCp73871評(píng)估板具有以下功能：

集成了系統(tǒng)負(fù)載均衡功能

可用撥動(dòng)開關(guān)控制輸入電流的極限值，對(duì)于Ac-Dc適配器，典型值為1650mA，對(duì)于USB高電流輸入，最大值為500mA，對(duì)于USB低電流輸入，最大值為100mA

三個(gè)LED用于指示充電狀態(tài)、電池電量低和電源電壓正常信號(hào)

預(yù)設(shè)的鋰離子電池充電電壓：4.2V±0.5%

默認(rèn)情況下溫度監(jiān)視被禁止，但可被使能為采用NTC熱敏電阻實(shí)現(xiàn)溫度監(jiān)視

廠家預(yù)設(shè)的為深度耗盡的電池進(jìn)行0.1C的預(yù)充電

廠家預(yù)設(shè)的帶定時(shí)器使能功能的超時(shí)周期為6小時(shí)的安全定時(shí)器

恒流/恒壓(CC/CV)充電算法

由電阻設(shè)定的最大充電電流：1A

由電阻設(shè)定的充電終止設(shè)定點(diǎn)：100mA