HE4054B

HE4054B 500mA线性锂离子电池充电器 概述 HE4054B是一款性能优异的单节锂离子电池恒流/恒压线性充电器。HE4054B采用SOT23-5L封装配合较少的外围原 件使其非常适用于便携式产品，并且适合给USB电源以及适配器电源供电。 基于特殊的内部MOSFET架构以及防倒充电路，HE4054B不需要外接检测电阻和隔离二极管。当外部环境温度过高或 者在大功率应用时，热反馈可以调节充电电流以降低芯片温度。充电电压固定在4.2V，而充电电流则可以通过一个电 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的1/10，芯片将终止充电循环。 当输入电压断开时，HE4054B进入睡眠状态，电池漏电流将降到1uA以下。HE4054B还可以被设置于停机模式，此 时芯片静态电流降至25uA。 HE4054B还包括其他特性：欠压锁定，自动再充电和充电状态标志。 特点 ◆可编程使充电电流可达500mA ◆不需要MOSFET，传感电阻和阻塞二极管 ◆小的尺寸实现对锂离子电池的完全线形充电管理 ◆恒电流/恒电压运行和热度调节使得电池管理效 力最高，没有热度过高的危险 ◆从USB接口管理单片锂离子电池 ◆精度达到±1%的4.2V预设充电电压 ◆充电电流输出监控 ◆充电状态指示标志 ◆1/10充电电流终止 ◆停止工作时提供25μA电流 ◆2.9V涓流充电阈值电压 ◆软启动限制浪涌电流电流 ◆电池反接保护 ◆电池欠压保护可激活充电 Ver2.0 应用 ◆ 手机、PDA、MP3 ◆ 蓝牙应用 ◆ 单节锂电充电设备 HE4054B采用SOT-23-5L封装 1 Jan 2,2019 HE4054B 500mA线性锂离子电池充电器 典型应用电路 Ver2.0 2 Jan 2,2019 HE4054B 500mA线性锂离子电池充电器 管脚描述 管脚号 1 2 3 4 5 管脚名 CHRG GND BAT VCC PROG 描述 漏极开路充电状态输出。 接地端。 充电电流输出端。 提供正电压输入。 充电电流编程，充电电流监控和关闭端。 引脚功能 CHRG（引脚1）：漏极开路充电状态输出。当充电时，CHRG端口被一个内置的N沟道MOSFET置于低电位。当充电完成时， CHRG呈现高阻态。当HE4054B检测到低电锁定条件时，CHRG呈现高阻态。当在BAT引脚和地之间接一1μF的电容，就可以 完成电池是否接好的指示，当没有电池时，LED灯会快速闪烁。 GND（引脚2）：接地端。 BAT（引脚3）：充电电流输出端。给电池提供充电电流并控制浮动电压最终达到4.2V。电池接反时，内部保护电路保 护VBAT的ESD二极管不被烧坏，同时GND与BAT之间形成大约0.7mA电流。 VCC（引脚4）：提供正电压输入。为充电器供电。VCC可以为4.25V到6.5V并且必须有至少1μF的旁路电容。如果BAT引 脚端电压与VCC的压差降到30mV以内时，HE4054B进入停工状态，并使BAT电流降到2μA以下。 PROG（引脚5）：充电电流编程，充电电流监控和关闭端。充电电流由一个精度为1%的接到地的电阻控制PROG脚。在恒 定充电电流状态时，此端口提供1V的电压。在所有状态下，此端口电压都可以用下面的公式测算充电电流：IBAT = (VPROG/RPROG)×1000。 PROG端口也可用来关闭充电器。把编程电阻同地端分离可以通过上拉的2μA电流源拉高PROG端口 电压。当达到1.21V的极限停工电压值时，充当器进入停止工作状态，充电结束，输入电流降至25μA。此端口夹断电 压大约2.4V。给此端口提供超过夹断电压的电压，将获得1.5 mA的高电流。再使PROG和地端结合将使充电器回到正常 状态。 Ver2.0 3 Jan 2,2019 HE4054B 500mA线性锂离子电池充电器 工作原理 HE4054B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。它能够提供最大500mA左右的充电电流 （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。 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，HE4054B提供约1/10的设定充电电流，以便将电流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第暖流。当BAT引脚 电压达到最终浮充电压（4.2V）时，则进入恒定电压模式，且充电电流开始减小。当充电电流降至设定值的1/10时， 充电循环结束。 充电电流的设定 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。电流充电电流是PROG引脚输出电流的1000倍。 设定电阻器和充电电流采用下列公式来计算： RPROG  1000 1000 , IBAT  IBAT RPROG 从BAT引脚输出的充电电流可通过监视PROG引脚电压随时确定，公式如下： IBAT  Ver2.0 VPROG  1000 RPROG 4 Jan 2,2019 HE4054B 500mA线性锂离子电池充电器 RPROG与充电电流的关系确定可参考下表： RPROG(K) IBAT(mA) 1.4 600 2.0 500 2.2 400 3.0 300 5.0 200 10.0 100 电池反接保护功能 HE4054B具备锂电池反接保护功能，档锂电池正负极反接于HE4054B电流输出引脚，HE4054B会停机显示故障状 态，无充电电流。反接情况下，电源电压应在标准电压 5V左右，不应超过 8V。过高的电源电压在反接电池电压情 形下，芯片压差会超过 10V，故在反接情况下电源电压不宜过高。 充电状态指示器（CHRG ） HE4054B有一个漏极开路状态指示输出端“CHRG” 。当充电器处于充电状态时，CHRG 被拉到低电平，在其它状 态， CHRG处于高阻态。当电池没有接到充电器时，CHRG 输出脉冲信号表示没有安装电池。当电池连接端BAT管脚的外接 电容为10uF时CHRG闪烁周期约0.5-2秒。当不用状态指示功能时，将不用的状态指示输出端接到地。 带电池充电指示灯状态 正常充电状态 电池充满状态 电池反接，电源欠压 无电池上电 CHRG 常亮 灭 灭 闪烁 热限制 如果芯片温度试图升至约120℃的预设值以上，则一个内部热反馈环路将减小设定的充电电流。该功能可防止 HE4054B过热，并允许用户提高给定电路板功率处理能力的上限而没有损坏HE4054B的风险。在保证充电器将在最坏 情况条件下自动减小电流的前提下，可根据典型（而不是最坏情况）环境温度来设定充电电流。有关SOT-23功率方面 的考虑将在“热考虑”部分做进一步讨论。 Ver2.0 5 Jan 2,2019 HE4054B 500mA线性锂离子电池充电器 结构框图 Ver2.0 6 Jan 2,2019 HE4054B 500mA线性锂离子电池充电器 最大额定值 (注1) 符号 VCC VPROG VBAT VCHRG PDMAX IBAT IPROG VESD Latch-Up TOPA TSTR 符号说明 输入电压 PROG端电压 BAT端电压 CHRG端电压 功耗 BAT端电流 PROG端电流 人体模式ESD能力 Pin脚之间的阻抗电流 工作外围温度 存储温度 范围 Vss-0.3~Vss+7 Vss-0.3~Vss+0.3 Vss-0.3~7 Vss-0.3~Vss+10 250 500 800 4 400 -40~+85 -65~+125 单位 V V V V mW mA μA kV mA ℃ ℃ 注1: 超出最大范围器件可能损毁。推荐工作范围内器件可以工作，但不保证其特性。电气特性表明的直流和交流特 性是在特定条件下测得，其特性可以保证。此特性假定器件在推荐工作范围内工作。未示出特性不保证其性能。 典型值是最佳性能点。 Ver2.0 7 Jan 2,2019 HE4054B 500mA线性锂离子电池充电器 电气特性 (如果没有特殊说明，环境温度= 25C，输入电压=5V) 符号 VCC ICC 符号说明 条件 输入电压 输入电流 VFLOAT 输出浮充电压 IBAT BAT端电流 ITRIKL VTRIKL VTRHYS VUV VUVHYS 涓流充电电流 涓流充电极限电压 涓流充电迟滞电压 电源低电闭锁阈值电压 电源低电阈值迟滞电压 VMSD 手动关闭阈值电压 VASD VCC-VBAT停止工作阈值电压 ITERM C/10终端阈值电流（2） VPROG VCHRG ΔVRECG tRECHG tTERM IPROG PROG端电压 CHRG端最小输出电压 电池再充电迟滞电压 充电比较器滤波时间 终止比较器滤波时间 PROG脚上拉电流 充电模式（RPROG=10KΩ）（1） 待机模式 关断模式（RPROG不接，VCC