TC4056A(1A线性锂离子电池电器)

TC4056A(文件编号：S&CIC1103)1A线性锂离子电池充电器第1页共20页86-755-83468588一、产品描述TC4056A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。其底部带有散热片的ESOP8/DIP8封装与较少的外部元件数目使得TC4056A成为便携式应用的理想选择。TC4056A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，所以不需要外部隔离二极管。热反馈可对充电电流进行自动调节，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时，TC4056A将自动终止充循环。当输入电压（交流适配器或USB电源）被拿掉时，TC4056A自动进入一个低电流状态，将电池漏电流降至2uA以下。TC4056A在有电源时也可置于停机模式，以而将供电电流降至55uA。TC4056A的其他特点包括电池温度检测、欠压闭锁、自动再充电和两个用于指示充电、结束的LED状态引脚。二、特点高达1000mA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SOP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精度达到±1.5%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充电状态双输出、无电池和故障状态显示C/10充电终止待机模式下的供电电流为55uA2.9V涓流充电器件版本软启动限制了浪涌电流电池温度监测功能采用8引脚封装（ESOP-8，DIP-8）三、产品应用移动电话、PDAMP3、MP4播放器数码相机电子词典GPS便携式设备、各种充电器四、绝对最大额定值输入电源电压（Vcc）：-0.3V~8VPROG：-0.3V~Vcc+0.3VBAT：-0.3V~7VGHRG：-0.3V~10VSTDBY：-0.3V~7VTEMP：-0.3V~7VCE：-0.3V~7VBAT短路持续时间：连续BAT引脚电流：1200mAPROG引脚电流：1200uA最大结温：145℃工作环境温度范围：-40℃~85℃贮存温度范围：-65℃~125℃引脚温度（焊接时间10秒）：260℃TC4056A(文件编号：S&CIC1103)1A线性锂离子电池充电器第2页共20页86-755-83468588五、完整的充电循环（1000mAh电池）六、封装/订购信息及功能TEMP（引脚1）：电池温度检测输入端。将TEMP管脚接到电流的NTC传感器的输出端。如果TEMP管脚的电压小于输入电压的45%或者大于输入电压的80%，意味着电池温度过低或过高，则充电被暂停。如果TEMP直接接GND，电池温度检测功能取消，其他充电功能正常。PROG（引脚2）：恒流充电电流设置和充电电流监测端。从PROG管脚连接一个外部电阻到地端可以对充电电流进行编程。在预充电阶段，此管脚的电压被调制在0.1V；在恒流充电阶段，此管脚的电压被固定在1V。在充电状态的所有模式，测量该管脚的电压都可以根据下面的公式来估算充电电流：GND（引脚3）：电源地。VCC（引脚4）：输入电压正输入端。此管脚的电压为内部电路的工作电源。当Vcc与BAT管脚的电压差小于30ｍV时，TC4056A将进入低功耗的停机模式，此时BAT管脚的电流小于2uA。BAT（引脚5）：电池连接端。将电池的正端连接到此管脚。在芯片被禁止工作或者睡眠模式，BAT管脚的漏电流小于2uA。BAT管脚向电池提供充电电流和4.2V的限制电压。STDBY（引脚6）：电池充电完成指示端。当电流充电完成时STDBY被内部开关拉到低电平，表示充电完成。123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:29-Oct-2013SheetofFile:D:\待完成\未处理\TC4056A.ddbDrawnBy:12345678TEMPPROGGNDVCCCECHRGSTDBYBATTC4056ATC4056A(文件编号：S&CIC1103)1A线性锂离子电池充电器第3页共20页86-755-83468588除此之外，STDBY管脚将处于高阻态。GHRG（引脚7）漏极开路输出的充电状态指示端。当充电器向电池充电时，CHRG管脚被内部开关拉到低电平，表示充电正在进行；否则CHRG管脚处于高阻态。CE（引脚8）芯片始能输入端。高输入电平将使TC4056A处于正常工作状态；低输入电平使TC4056A处于被禁止充电状态。CE管脚可以被TTL电平或者CMOS电平驱动。七、电特性凡表注●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。符号参数条件最小值典型值最大值单位VCC输入电源电压●4.058.0VICC输入电源电流充电模式，RPROG=1.2K待机模式（充电终止）停机模式（RPROG未连接，VCCVBAT，或VCCVUV）●●●150555555500100100100μAμAμAVFLOAL稳定输出（浮充）电压0℃≤TA≤85℃，4.164.24.24VIBATBAT引脚电流:(电流模式测试条件是VBAT=4.0V)RPROG=2.4K，电流模式RPROG=1.2K，电流模式待机模式，VBAT=4.2V停机模式（RPROG未连接）睡眠模式，VCC=0V●●●45095005001000－2.5±1－15501050－6±2－2mAmAμAμAμAITRIKL涓流充电电流VBATVTRIKLRPROG=1.2K●120130140mAVTRIKL涓流充电门限电压RPROG=1.2K，VBAT上升2.82.93.0VVTRHYS涓流充电迟滞电压RPROG=1.2K6080100mVVUVVCC欠压闭锁门限从VCC低至高●3.53.73.9VVUVHYSVCC欠压闭锁迟滞●150200300mVVASDVCC-VBAT闭锁门限电压VCC从低到高VCC从高到低6051003010030mVmVITERMC/10终止电流门限RPROG=2.4KRPROG=1.2K●●601207013080140mAmAVPROGPROG引脚电压RPROG=1.2K，电流模式●0.91.01.1VVCHRGCHRG引脚输出低电压ICHRG=5mA0.30.6VVSTDBYSTDBY引脚输出低电平ISTDBY=5mA0.30.6VVTEMP-HTEMP引脚高端翻转电压8082%VccVTEMP-LTEMP引脚低端翻转电压4345%VccΔVRECHRG再充电电池门限电压VFLOAT-VRECHRG100150200mVTLIM限定温度模式中的结145℃TC4056A(文件编号：S&CIC1103)1A线性锂离子电池充电器第4页共20页86-755-83468588温RON功率FET“导通”电阻（在VCC与BAT间）650mΩtss软启动时间IBAT=0至IBAT=1200V/RPROG204μstRECHARGE再充电比较器滤波时间VBAT高至低0.81.84mstTERM终止比较器滤波时间IBAT降至ICHG/10以下0.81.8msIPROGPROG引脚上拉电流2.0μA八、典型性能特征恒定电流模式下PROG引脚PROG引脚电压与温度的充电电流与PROG引脚电电压与电源电压的关系曲线关系曲线压的关系曲线稳定输出（浮充）电压与充稳定输出（浮充）电压与温稳定输出（浮充）电压与电电电流的关系曲线度的关系曲线压的关系曲线TC4056A(文件编号：S&CIC1103)1A线性锂离子电池充电器第5页共20页86-755-83468588涓流充电门限与温度的关系曲线充电电流与电池电压关系曲线充电电流与电源电压的关系曲线充电电流与环境温度的关系曲线再充电电压门限与温度的关系曲线功率FET“导通”电阻与温度关系曲线九、方框图及工作原理TC4056A(文件编号：S&CIC1103)1A线性锂离子电池充电器第6页共20页86-755-83468588TC4056A是专门为一节锂离子或锂聚合物电池而设计的线性充电器电路，利用芯片内部的功率晶体管对电池进行恒流和恒压充电。充电电流可以用外部电阻编程设定，最大持续充电电流可达1A，不需要另加阻流二极管和电流检测电阻。TC4056A包含两个漏极开路输出的状态指示输出端，充电状态指示端CHRG和电池故障状态指示输出端STDBY。芯片内部的功率管理电路在芯片的结温超过145℃时自动降低充电电流，这个功能可以使用户最大限度的利用芯片的功率处理能力，不用担心芯片过热而损坏芯片或者外部元器件。这样，用户在设计充电电流时，可以不用考虑最坏情况，而只是根据典型情况进行设计就可以了，因为在最坏情况下，TC4056A会自动减小充电电流。当输入电压大于电源低电压检测阈值和芯片使能输入端拉高电平时，TC4056A开始对电池充电，CHRG管脚输出低电平，表示充电正在进行。如果电池电压低于3V，充电器用小电流对电池进行预充电。当电池电压超过3V时，充电器采用恒流模式对电池充电，充电电流由PROG管脚和GND之间的电阻RPROG确定。当电池电压接近4.2V电压时，充电电流逐渐减小，TC4056A进入恒压充电模式。当充电电流减小到充电结束阈值时，充电周期结束，CHRG端输出高阻态，STDBY端输出低电位。充电结束阈值是恒流充电电流的10%。当电池电压降到再充电阈值以下时，自动开始新的充电周期。芯片内部的高精度的电压基准源，误差放大器和电阻分压网络确保电池端调制电压的精度在1.5%以内，满足了锂离子电池和锂聚合物电池的要求。当输入电压掉电或者输入电压低于电池电压时，充电器进入低功耗的睡眠模式，电池端消耗的电流小于3uA，从增加了待机时间。如果将使能输入端CE接低电平，充电器停止充电。充电电流的设定充电电流是彩一个连接在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的阻值客户应用中，可根据需求选取合适大小的RPROG，RPROG与充电电流的关系确定可参考下表：RPROG（K）IBAT（ｍA）305020701013052504300340025801．666901．57801．339001．21000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引脚进行临控来检测的。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，TC4056A进入待机模式，此时输入电源电流降至55UA。（注：C/10TC4056A(文件编号：S&CIC1103)1A线性锂离子电池充电器第7页共20页86-755-83468588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（TERMt）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，TC4056A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，TC4056A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(RECHRGV)以下，则另一个充电循环开始并再次向电池供应电流。图1示出了一个典型充电循环的状态图。充电状态指示器TC4056A有两个漏极开路状态指示输出端，CHRG和STDBY。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。当电池的温度处于正常温度范围之外，CHRG和STDBY管脚都输出高阻态。当TEMP端典型接法使用时,当电池