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脈沖模式智能充電開關UBA2008

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2020年02月04日  

1概述


飛利浦公司推出的UBA2008芯片是一種用于脈沖模式充電的智能充電開關IC。該器件內部集成了低歐姆阻值的功率開關,可用作單節鋰離子電池或3節鎳氫電池在預充電模式或快速充電模式下的充電控制。該芯片的電流限制、過壓保護、熱保護和靜電放電(ESD)保護等集成安全機制可確保其安全操作。UBA2008的主要特點如下:


●是一種0.25Ω的低歐姆充電開關,帶軟開/關切換和可調電流限制;


●帶有0.25Ω的反向開關和內部電流限制功能;


●預充電電流為130mA;


●具有電池過壓和欠壓保護功能;充電器過壓保護可到20V的脫扣點,反極性保護可降至-20V;


●帶有過熱保護功能,內置門限溫度為150℃?滯后溫度為20℃?;


●可進行充電器檢測和內部電流感測;


●ESD性能符合IEC61000-4-2標準;


●采用3×3mmHVSON10封裝,具有優良的熱性。

2電路結構及引腳功能


UBA2008采用10引腳HSVON10(SOT650-1)封裝,其引腳排列如圖1所示。


UBA2008的引腳功能如下:


RLIMF(腳1):該腳連接一只電阻到地,可用作快速充電模式的電流限制。快速充電電流的可調節范圍為50mA~2A,具體充電電流可由該腳外部連接的電阻確定;


REVMOD(腳2):反向模式控制數字輸入;


VSS(腳3):接地端;


BAT(腳4、5):連接電池;


CHG(腳6、7):這兩個引腳可作為充電器輸入/反向模式輸出引腳;


CHGOK-N(腳8):充電器檢測輸出。當VCHG小于2.5V時,如果REVOMD為低,則該腳輸出高阻抗;而當VCHG小于VBAT時,如果REVMOD為高,則該腳輸出也是高阻抗。


PWMMOD(腳9):PWM模式數字輸入;


MODE(腳10):充電模式數字輸入。


3工作原理


UBA2008芯片集成了充電開關和數字控制電路,其內部結構如圖2所示。


3.1數字控制


UBA2008的工作狀態依賴于三個數字控制信號,


3.2工作模式


UBA2008的工作模式包括關斷(OFF)模式、關閉(SHUTDOWN)模式、慢充和快充電模式、反向模式和反向慢充及快充電模式。


在關斷模式下,充電器與電池之間的電流通路完全被斷開,IC內部所有電路截止,電池不被加載。當腳REVMOD為低而腳PWMMOD為高,或腳REVMOD為低而腳CHGOK_N為高時,UBA2008進入關斷模式。


關閉模式時,腳BAT與腳CHG之間的充電通路將被斷開。電路將在以下三種情況下進入關閉狀態:第一是在腳BAT上檢測到過電壓時;第二是在反向模式時,腳BAT上出現欠電壓。第三是在芯片過熱時。一般情況下,過電壓關閉可通過拔出充電器墻上插頭來復位。


當輸入腳MODE、PWMMOD和REVMOD上的電壓為低電平,且充電器輸入電壓至少是2.5V和VCHG大于VBAT時,電路將進入慢充電模式。此時電池上將施加一個恒定電流。而當BAT腳電壓超過最大電池電壓或芯片溫度過高時,慢充電模式停止。


當腳MODE為高電平而腳PWMMOD及REVMOD為低時,電路進入快速充電模式。此時流過開關的電流可由電流限制電路來進行監視。其限流值可通過腳RLIMF上的外接電阻來調節,范圍為50mA~2A。而當BAT腳電壓增加到最大電池電壓以上或芯片結溫太高時,快速充電模式停止。


當腳REVMOD和PWMMODE上的輸入信號被拉高時,反向模式開關被觸發。通過反向模式開關的電流由電流限制電路監視。當反向模式開關電流超過設定電流限制時,電流限制電路將減小驅動電壓,以保持恒流特性。當VBAT小于2.7V時,反向模式自動截止并恢復到關閉模式。


當UBA2008的腳CHG連接到充電器時,反向慢充電模式相當于慢充電模式。而當無充電器出現時,電路則等效于反向模式。


當充電器連接到CHG腳時,反向快速充電模式與快速充電模式相當。而當充電器不出現時,反向快速充電模式等效于反向模式。當電流從充電器流向電池時,電流限制可以通過UBA2008腳RLIMF上的外接電阻來調節,范圍為50mA~2A。

圖3

4應用電路


UBA2008充電開關芯片與PCF50601和主控制器的電路連接如圖3所示。UBA2008內部的充電開關與反向開關連接于充電器輸入端?腳CHG?和BAT腳之間,開關的工作狀態可由UBA2008的腳2、腳9和腳10上的數字控制輸入來決定。這種智能充電開關具有軟開關特性。通過UBA2008腳CHG的電流一般不是突然增加到設定值(1A)的,而是呈近似線性關系緩慢增加。


在慢充電和快速充電模式下,電流從充電器流向電池。而在反向模式下,電流則從電池流向充電器。UBA2008腳1上的接地電阻RRLIMF可用于設置快速充電限制電流(50mA~2A)。腳1上的電壓VRIMF與通過開關的電流ICHG成正比。


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