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微型单节锂离子电池充电器

凡文

MCP73831 是 Microchip 公司生产的单节锂离子电池或锂聚合物电池充电器集成电路。由该器件组成的充电器电路简单、体积小,故称为微型充电器。该充电器主要优点:内部集成了调整管、电流检测电路及反向放电保护电路:终止充电电压精度± 0.75 %;除终止电压为 4.2V 外,用户还可订制选择 4.35V 、 4.40V 和 4.50V 为终止充电电压:以恒流、恒压方式充电 ; 恒流充电的电流可设定 ; 用户还可以在订货时选择是否要预充电及终止充电时的电流值与恒流充电电流的比值;若选定要预充电,则可确定预充电的阈值电压及预充电电流:用户可选择自动再充阈值电压 ; 有充电状态信号输出,可输入微处理器或由 LED 来指示;内部有热调节电路,根据管芯温度对充电电流进行限制,它能对充电过程以大电流充电时可保证器件的安全;欠压锁存;过热关断;工作温度范围 -40 %~ + 85c ℃: 5 引脚 SOT23 及 8 引脚 2mm × 3mnlDFN 封装。

MCP73831 非常适用于便携式电子产品,它可以用于手机、数码相机、 MP3 、 MP4 、蓝牙耳机、 PDA 等产品的充电器。

引脚排列与功能

MCP73831 的引脚排列如图 1 所示,各引脚功能如表 1 所示。

主要参数

MCP73831 的主要参数工作电压范围 4.5 ~ 6V ;静态电流 53 μ A ;充电时器件工作电流 510 μ A : PROG 悬空时耗电 25 μ A; 电源掉电时 Vdd ≤ (Vbat-50mV) 时耗电 1 μ A;Vdd<Vstop 时耗电 0.1 μ A(Vstop 为电源掉电到 3.38V 时的关断电压 ) ;在 4.20V 为终止充电电压时,其精度可达± 0.75 %:恒流充电电流调节范围 lREG=100 ~ 505rnA ;预充电电流 Ipreg 与恒流充电 IREG 的比值典型值为 10 % ( 也可选 20 %及 40 % ) ;预充电阈值电压 Vptf 与终止充电电压 VREG 的比值为 66 5( 也可选 71.5) :充电终止时的电流 Itfrm 与恒流充电 Ireg 的比值为 5 % ( 也可选 7.5 %、 10 %及 20 % ) ;自动再充电阈值电压 Vrth 与终止充电电压 Vreg 的比值为 94 % ( 也可选 96.5%) ; STAT 端在输出低电平 V 。时为 0.4 ~ 1V ,其灌电流 Isink 可达 25mA ; STAT 端在输出高电平 Voh 时为 (Vdd-0.4 ~ VDD-1)V ,其拉电流可达 35mA : PROG 端接一个恒流电流设定电阻 Rrpog 地,其范围为 2 ~ 20k Ω:若要用作使能端使其不工作,此端外接一个 >70k Ω电阻 ( 或此端悬空 ) 。

典型应用电路

MCP73831 的典型应用电路如所示。图 2 中,两个 4.7 μ F 的电容器是输入电容 Cin 及输出电容 Cout, 们可保证充电电路的稳定性,可采用小尺寸、贴片式多层陶瓷电容器。 LED 及 470 Ω为外接充电器工作状态指示电路。在未充电时 ( 电池未接入或未上电 ) , STAT 端呈高阻抗, LED 不亮;在充电时, STAT 瑞呈低电平, LED 亮:在充电结束时, STAT 端呈高电平, LED 灭。 PROG 端接一个 2k Ω电阻 Rprog 到地来设定恒流充电电流 Ipeg 。 Ireg=1000V / Rprog; 式中 Ireg 的单位为 mA , Rprog 的单位为 k Ω。图中 Rprog=2k Ω,则 lreg=500mA 。

该充电器的输入电压可采用插头式稳压电源 ( 交流适配器、输出 5V / 5001mA) 或计算机 USB 端口供电。充 1000mAh 容量的电池,约 4 小时可充满。

印制板的布局

为了达到最佳的充电效果,被充电的电池尽可能地将其正负极设置在 VBA .和 Vss 引脚附近,减少连线的压降 (Vbat 。到电池的正极及电池负极到地的走线,并加相其走线 ) 。

采用双面敷铜板作增加散热的措施是较好的方案,如图 3 及图 4 所示 ( 图 3 是正面焊元器面,图 4 是增加散热的背面 ) 。为增加散热效果,图 3 、图 4 中“小黑点”是金属化的通孔,可以使正反两面金属连接,并通过这些孔增加空气流通,增加散热效果。

从图 3 中也可以看出,其印制板的面积是大于元器件占板面积,其目的也是增加散热效果。

双 LED 充电器指示电路

图 5 是一种双 LED 充电指示电路,由 LED1( 绿 ) 及 LED2( 红 ) 及两个 470 Ω电阻组成。在电池未接入时, STAT 为高阻抗, LED1 及 LED2 都亮 ( 表示电池未接入或电池接触不良 ) :在预充电模式、恒流充电模式及恒压充电模式时, STAR 端为低电平, LED1 亮 ( 表示正在充电 ) :充电结束时, STAR 端为高电平 ( 表示充电结束 ) 。

本文摘自《电子世界》
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