ME4054BM5G-N

ME4054B-N 采用 Thin-SOT 封装的独立线性锂离子电池充电芯片 ME4054B-N 概述 特点 ME4054B-N 是一款完整的单节锂离子电池用恒定电  可编程充电电流范围：20-500mA 流/恒定电压线性充电芯片。其中 ThinSOT 封装与较少的  充电终止：3C/10 充电终止 外部元器件数目使得 ME4054B-N 成为便携式应用的理  充电状态输出引脚，LED 开/关两种状态 想选择。而且 ME4054B-N 是专为在 USB 电源规范内工  无需 MOSFET、检测电阻器和隔离二极管 作而设计的。  用于单节锂离子电池、采用 ThinSOT 封装的完整线 由于采用内部 MOSFET 构架，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 性充电器  在大功率操作或高环境温度条件下对芯片温度加以限制。 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 充电电压固定为 4.2V，而充电电流可通过一个电阻器进  直接从 USB 端口给锂离子电池充电 行外部设置。当充电电流在达到最终浮充电压之后降至设  高精度的 4.2V 预设充电电压 定值的 1/10 时，ME4054B-N 将自动终止充电循环。  用于电池电量检测的充电电流监控器输出 当输入电压（交流适配器或 USB 电源）被拿掉时，  自动再充电 ME4054B-N 自动进入一个低电流状态，将电池漏电流降  停机模式下供电电流为 55μA 至 2μA 以下，可将 ME4054B-N 置于停机模式，从而将  2.9V 涓流充电门限 供电电流降至 55μA。  软启动限制了浪涌电流 ME4054B-N 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。 应用场合 封装形式  充电座   蓝牙应用 5-pin SOT23-5 典型应用图 500mA 单节锂电充 VIN 4.5V -6.5V Vcc 1K BAT 500mA 1uF LED ME4054B-N CHRG 4.2V Li-ion Battery PROG GND 2K V01 www.microne.com.cn Page 1 of 13 ME4054B-N 选购指南 ME 40 54 X X G-N 新版本 环保标识 封装形式 M5：SOT23-5 版本或功能：B 产品品种号 产品类别号 公司标志 产品型号 稳定输出电压 ME4054BM5G-N VFLOAT =4.2V 可编程充电电流范围 充电终止 20-500mA 3C/10 注：如需要其他电压值或封装形式的产品，请联系我司销售人员。 产品脚位图 5 1 4 2 3 脚位功能说明 PIN 脚位 符号 1 CHRG 2 GND 地 3 BAT 充电电流输出，CC 模式下，IBAT=1000/RPROG 4 VCC 电源输入 5 PROG V01 功能说明 漏极开路充电输出，充电状态指示，使用 LED 指示功能时必须串联 LED+限流电阻； 如果不需要 LED 指示功能，可以将 CHRG 接地。 充电电流设定，CC 模式下 VPROG=1V www.microne.com.cn Page 2 of 13 ME4054B-N 功能框图 Vcc Tdie TA 1x 1000 x 110℃ 5uA BAT MA R1 CA VA R2 SHDN C1 R3 1V REF 1.21V R4 CHRG 0.1V C2 R5 BAT C3 Vcc 3uA 2.9V GND PROG Rprog 图.3 模块功能示意图 绝对最大额定值 参数 极限值 单位 输入电源电压 -0.3～6.5 V PROG V -0.3～Vcc+0.3 BAT -0.3～6.5 V CHRG -0.3～6.5 V BAT 引脚电流 500 mA PROG 引脚电流 800 μA 最大结温 -40～150 ºC 工作环境工作温度 -40～85 ºC 贮存温度环境 -55～150 ºC 引脚温度（焊接时间 10 秒） 260 ºC 封装热阻 θJA 210 ºC /W 封装功耗 PD 0.6 W 注意：绝对最大额定值是本产品能够承受的最大物理伤害极限值，请在任何情况下勿超出该额定值。 V01 www.microne.com.cn Page 3 of 13 ME4054B-N 电气参数 符号 VCC Icc VFLOAT IBAT (正常条件 TA = 25 ºC, VCC = 5V, 除非另行标注) 参数 条件 最小值 典型值 最大值 单位 ● 4.0 5.0 6.5 V 充电模式，RPROG=10KΩ ● - 150 500 μA 待机模式（充电终止） ● - 55 100 μA 停机模式 ● - 55 100 μA 4.160 4.20 4.270 V 输入电源电压 输入电源电流 稳定输出电压 BAT引脚电流 0℃≤TA≤85℃ RPROG=10KΩ，电流模式 ● 90 100 110 mA RPROG=2K，电流模式 ● 450 500 550 mA 待机模式，VBAT＝4.2V ● 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 50 100 150 mA ● ITRILK 涓流充电电流 VBAT＜VTRILK，RPROG＝2KΩ VTRILK 涓流充电门限电压 RPROG＝2KΩ，VBAT上升 2.8 2.9 3.0 V VTRHYS 涓流充电迟滞电压 RPROG＝2KΩ 100 150 200 mV VUV Vcc欠压闭锁门限 从VCC低至高 ● 3.5 3.7 3.9 V VUVHYS Vcc欠压闭锁迟滞 ● 200 270 350 mV VCC从低到高 100 140 180 VCC从高到低 30 50 100 VADS Vcc- VBAT闭锁门限 4054B-N 3C/10终止电流门限 RPROG＝10KΩ ● 25 30 35 ITERM RPROG＝50KΩ ● 5 6 7 VPROG PROG引脚电压 RPROG＝10K，电流模式 ● 0.9 1.0 1.1 V VCHRG CHRG输出低电压 ICHRG＝5mA - 0.3 0.6 V 4054B-N再充电电池门限 VFLOAT－VRECHRG 40 110 200 mV - 130 - ºC VRECHRG mV mA TLIM 恒温度模式结温 RON 功率FET“导通”电阻 在VCC与BAT之间 - 1000 - mΩ TSS 软启动时间 IBAT＝0 至 IBAT＝1000/ RPROG - 20 - μS TRE 再充滤波时间 VBAT高至低 0.8 1.8 4 mS TTERM 终止滤波时间 IBAT降至ICHG/10以下 0.8 1.8 4 mS IPROG PROG上拉电流 - 2.0 - μA 凡标注●表示该指标适合整个工作温度范围，否则仅指 TA =25℃，VCC=5V，除非特别注明。 V01 www.microne.com.cn Page 4 of 13 ME4054B-N 典型性能参数 Charge current vs Battery Voltage 由于温度调节 600 120 100 80 60 40 20 0 Ibat(mA) Itrickle(mA) Trickle charge current vs supply voltage R=2K R=10K 500 400 R=10K R=2K 300 200 100 0 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 2.7 3 3.3 Vcc(V) 600 500 400 300 200 100 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 4.2 600 500 400 300 200 100 0 R=2K R=10K 4 5 6 7 Vcc(V) VPROG(V) V01 3.9 charge current vs supply voltage Ibat(mA) IBAT(mA) Charge Current vs. PROG Pin Voltage 0 3.6 Vbat(V) www.microne.com.cn Page 5 of 13 4.5 ME4054B-N 原理描述 ME4054B-N 是一款采用恒定电流/恒定电压算法的单节锂离子电流充电器。它能够提供 800mA 的充电电流（借助 一个热设计良好的 PCB 布局）和一个高精度的浮充电压。它包括一个内部 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，ME4054B-N 还能够从一 个 USB 电源获得工作电源。 涓流 充电区 恒流 充电区 恒压 充电区 电压调整 电路调整 涓流充电电压 涓流充电 图4.典型充电过程图 1、正常充电循环 当VCC脚电压升到UVLO门限电平以上且在PROG脚与地之间连接了一个设定的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脚电平低于2.9V，则充电器进入涓流充电模式。在该模式中，ME4054B-N 提供约1/5的设定充电电流，以便将电池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， ME4054B-N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，充电循环结束。 2、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=1000V/ICHG , ICHG=1000V/ 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=1000X VPROG / RPROG V01 IBAT (mA) 50 100 500 RPROG (KΩ) 20 10 2 www.microne.com.cn Page 6 of 13 ME4054B-N 3、充电终止 当充电电流在达到最终浮充电压之后降至设定值的 1/10 时，充电循环被终止。该条件是通过采用一个内部滤波 比较器对 PROG引脚进行监控来检测的。当 PROG 引脚电压降至 100mV 以下的时间超过 tTERM (一般为1.8ms)时， 充电被终止。充电电流被锁断，ME4054B-N进入待机模式，此时输入电源电流降至55μA。（注：C/10 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，ME4054B-N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，ME4054B-N对 BAT 引脚电压进行连续监控。如果该引脚电压降到4.02V 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 1 示出了一个典型充电循环的状 态图。 4、充电状态指示器(CHRG) 充电状态输出具有两种不同的状态：充电时为强下拉状态，充满电或者其他关断状态为高阻抗。当不接充电器时， LED灯关闭；当接入充电器，但是输出未接电池或者直接输出电容时，LED出现灯闪现象。如果不需要CHRG显示状 态，可以将CHRG和GND连接。当使用LED指示时，必须串联1k-10k的电阻进行限流，以保护LED不受损伤。 5、热限制 如果芯片温度试图升至约 110℃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,直到 150℃以上停 止充电。该功能可防止ME4054B-N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ME4054B-N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 ThinSOT功率方面的考虑将在“应用信息”部分做进一步讨论。 6、欠压闭锁 一个内部欠压闭锁电路对输入电压进行监控，并在 VCC 升至欠压闭锁门限以上之前使充电器保持在停机模式。 UVLO 电路将使充电器保持在停机模式。如果 UVLO 比较器发生跳变，则在 VCC 升至比电池电压高 140mV 之前 充电器将不会退出停机模式。 7、手动停机 在充电循环中的任何时刻都能通过去掉RPROG（从而使 RPROG 引脚浮置）来把ME4054B-N置于停机模式。这使 得电池漏电流降至 2μA以下，且电源电流降至 55μA 以下。重新连接设定电阻器可启动一个新的充电循环。如果 ME4054 处于欠压闭锁模式，即VCC高出BAT脚电压的幅度不足140mV，或者施加在VCC脚上的电压不足，则CHRG 引脚呈高阻抗状态。 8、自动再启动 一旦充电循环被终止，ME4054B-N立即采用一个具有 1.8ms 滤波时间（ tRECHARGE ）的比较器来对 BAT 引脚 上的电压进行连续监控。当电池电压降至 4.05V（大致对应于电池容量的80％至 90％）以下时，充电循环重新开始。 V01 www.microne.com.cn Page 7 of 13 ME4054B-N 这确保了电池被维持在（或接近）一个满充电状态。并免除了进行周期性充电循环启动的需要。在再充电循环过程中， CHRG 引脚输出进入一个强下拉状态。 启动 BAT2.9V 功耗降低到50uA 充电模式 额定充电电流 CHRG:高阻 CHRG:强下拉状态 关断模式 BAT>2.9V 待机模式 PROG悬空 或 欠压保护 无充电电流 CHRG:高阻 2.9V