SM5201

SM5201 采用 SOT23-5 封装 特性 简介 SM5201 是一款完整的单节锂离子电池采用 恒定电流/恒定电压线性充电器。其 SOT 封装与较 少的外部元件数目使得 SM5201 成为便携式应 用的理想选择。SM5201 可以适合 USB 电源和适 配器电源工作。 由于采用了内部 PMOSFET 架构，加上防倒 充电路，所以不需要外部检测电阻器和隔离二极 管。热反馈可对充电电流进行调节，以便在大功 率操作或高环境温度条件下对芯片温度加以限制。 充电电压固定于 4.2V，而充电电流可通过一个电 阻器进行外部设置。 当充电电流在达到最终浮充电压之后降至设 定值 1/10 或者 20mA 时，SM5201 将自动终止充 电循环。当输入电压（交流适配器或 USB 电源） 被拿掉时，SM5201 自动进入一个低电流状态， 将电池漏电流降至 2uA 以下。也可将 SM5201 置 于 停 机 模 式 ， 以 而 将 供 电 电 流 降 至 45uA 。 SM5201 的其他特点包括充电电流监控器、欠压 闭锁、自动再充电和一个用于指示充电结束和输 入电压接入的状态引脚。 应用范围 500mA 线性锂离子电池充电器  高达 500mA 的可编程充电电流  无需 MOSFET、检测电阻器或隔离二极管  用于单节锂离子电池、采用 SOT23-5 封装的 完整线性充电器  恒定电流/恒定电压操作，并具有可在无过热 危险的情况下实现充电速率最大化的热调节 功能  直接从 USB 端口给单节锂离子电池充电  精度达到±1%的 4.2V 预设充电电压  用于电池电量检测的充电电流监控器输出  自动再充电  充电状态输出引脚  1 个充电状态开漏输出引脚  2.9V 涓流充电器件版本  软启动限制了浪涌电流  C/10 充电终止；  采用 5 引脚 SOT-23 封装  待机状态下的供电电流为 45uA 蜂窝电话、PDA、MP3 播放器 充电座 蓝牙应用 典型应用电路 SM5201 V1.2 HICHON Proprietary Information. Patent Protected. 9/2022 Unauthorized Photocopy and Duplication Prohibited. 1 SM5201 采用 SOT23-5 封装 500mA 线性锂离子电池充电器 引脚排序图 引脚说明 引脚名 引脚编号 CHRG 1 漏极开路输出的充电状态指示端 VCC 4 正输入电源电压 GND BAT PROG 说明 2 地 5 充电电流设定、充电电流监控和停机引脚 3 充电电流输出 工作范围 最大额定值(1) VCC .......................... ...................-0.3V~ 9V PROG.....................................-0.3V~VCC+0.3V B AT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . - 0 . 3 V ~ 7 V CH R G .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . .. - 0. 3 V~ 1 0 V 最大结温.................... ............... ..145 ℃ 工作环境温度范围 ...........................-40℃~85℃ 存储温度范围 ...........................--65℃~125℃ 引脚温度（焊接时间 10 秒）...........................260℃ BAT 短路持续时间..........................................连续 BAT 引脚电流...........................................500mA PROG 引脚电流................................................800uA (1) IC 的工作范围超出最大额定值时，器件可能会有所损 坏；IC 实际工作在最大额定值下或者其它任何的超过推荐 操作条件下都是不建议的；IC 持续工作在最大额定条件下 可能会影响器件的可靠性。最大额定值只是耐压的额定值 SM5201 V1.2 HICHON Proprietary Information. Patent Protected. 9/2022 Unauthorized Photocopy and Duplication Prohibited. 2 SM5201 采用 SOT23-5 封装 500mA 线性锂离子电池充电器 电路内部结构图 SM5201 V1.2 HICHON Proprietary Information. Patent Protected. 9/2022 Unauthorized Photocopy and Duplication Prohibited. 3 SM5201 采用 SOT23-5 封装 500mA 线性锂离子电池充电器 电气特性参数 (无特别说明，VIN=5V, TA=25℃) 参数 输入电压范围 输入电源电流 稳定输出（浮充）电压 BAT 引脚电流 符号 VCC Icc VFLOAL IBAT 条件 最小值 典型值 最大值 单位 4.0 5 6.5 V 充电模式，RPROG=10K 150 500 μA 待机模式(充电终止) 40 100 μA 停机模式(RPROG 未连接, VCC < VBAT, or VCC < VUV) 40 100 μA 4.158 4.200 4.242 V RPROG = 10k, 电流模式 90 100 110 mA RPROG = 2.5k, 电流模式 250 400 450 mA 0 -2.5 -6 μA 停机模式,(RPROG 未连接) ±1 ±2 μA 睡眠模式, VCC = 0V -1 -2 μA 8 10 12 mA 芯片正常工作电压 0℃≤TA≤85℃, IBAT = 40mA 待机模式, VBAT = 4.2V 涓流充电电流 ITRIKL VBAT < VTRIKL, RPROG = 10k 涓流充电门限电压 VTRIKL RPROG = 10k, VBAT 上升 2.8 2.9 3.0 V 涓流充电迟滞电压 VTRHYS RPROG = 10k 60 80 100 mV VCC 欠压闭锁门限 VUV 从 VCC 低到高 3.4 3.6 3.8 V VCC 欠压闭锁迟滞 VUVHYS 150 200 300 mV 手动停机门限电压 VMSD 1.15 1.2 1.25 V VCC-VBAT 闭锁门限电压 VASD VCC 从低到高 60 100 140 mV VCC 从高到低 5 30 50 mV C/10 终止电流门限 ITERM RPROG = 10k 8 10 12 mA RPROG = 1.66k 30 40 50 mA PROG 引脚电压 VPROG RPROG = 10k, 电流模式 0.9 1.0 1.1 V CHRG 引脚输出低电压 VCHRG ICHRG =5mA 0.1 0.3 0.5 V 再充电电池门限电压 ∆VRECHRG VFLOAT - VRECHRG 100 150 200 mV PROG 引脚电平上升 限定温度模式中的结温 TLIM 120 ℃ 功率 FET 导通电阻 (VCC 与 BAT 之间） RON 650 mΩ 软启动时间 tSS 20 μs 再充电比较器滤波时间 tRECHARGE 终止比较器滤波时间 tTERM PROG 引脚上拉电流 IPROG IBAT = 0 至 IBAT =1000V/RPROG VBAT 高至低 0.8 1.8 4 ms IBAT 降至 ICHG/10 以下 0.8 1.8 4 ms SM5201 V1.2 HICHON Proprietary Information. Patent Protected. 9/2022 Unauthorized Photocopy and Duplication Prohibited. 2.0 μA 4 SM5201 采用 SOT23-5 封装 功能描述 SM5201 是一款采用恒定电流/恒定电压算法的 单节锂离子电池充电器。它能够提供 500mA 的充电 电流（借助一个热设计良好的 PCB 布局）和一个内 部 P 沟道功率 MOSFET 和热调节电路。无需隔离二 极管或外部电流检测电阻器；因此，基本充电器电 路仅需要两个外部元件。不仅如此，SM5201 还能够 从一个 USB 电源获得工作电源。 正常充电循环 当 Vcc 引脚电压升至 UVLO 门限电平以上且在 PROG 引脚与地之间连接了一个精度为 1%的设定电 阻器或当一个电池与充电器输出端相连时，一个充 电循环开始。如果 BAT 引脚电平低于 2.9V，则充 电器进入涓流充电模式。在该模式中，SM5201 提 供约 1/10 的设定充电电流，以便将电流电压提升 至一个安全的电平，从而实现满电流充电。当 BAT 引脚电压升至 2.9V 以上时，充电器进入恒定电流 模式，此时向电池提供恒定的充电电流。当 BAT 引 脚电压达到最终浮充电压（4.2V）时，SM5201 进入 恒定电压模式，且充电电流开始减小。当充电电流 降至设定值的 1/10 或者 20mA 时，充电循环结束。 充电电流设定 充电电流是采用一个连接在 PROG 引脚与地 之 间的电阻器来设定的。设定电阻器和充电电流采用 下列公式来计算： 根据需要的充电电流来确定电阻器阻值， 500mA 线性锂离子电池充电器 下或者 IBAT 小于 20mA 的时间超过 TTERM (一般为 1.8ms)时，充电被终止。充电电流被关断，SM5201 进入待机模式，此时输入电源电流降至 40μA。 （注：C/10 或 20mA 终止在涓流充电和热限制模式 中失效）。 充电时，BAT 引脚上的瞬变负载会使 PROG 引 脚电压在 DC 充电电流降至设定值的 1/10 之间短 暂地降至 100mV 以下。终止比较器上的 1.8ms 滤波 时间（TTERM）确保这种性质的瞬变负载不会导致 充电循环过早终止。一旦平均充电电流降至设定值 的 1/10 以下，SM5201 即终止充电循环并停止通过 BAT 引脚提供任何电流。在这种状态下，BAT 引脚 上的所有负载都必须由电池来供电。 在待机模式中，SM5201 对 BAT 引脚电压进行 连续监控。如果该引脚电压降到 4.05V 的再充电电 门限(VRECHRG )以下，则另一个充电循环开始并再 次向电池供应电流。当在待机模式中进行充电循环 的手动再启动时，必须取消然后再施加输入电压， 或者必须关断充电器并使用 PROG 引脚进行再启 动。图示出了一个典型充电循环的状态图。 关断模式 VDD