SGM41562A/B：單節(jié)鋰離子電池充電器的卓越之選

在當(dāng)今的便攜設(shè)備領(lǐng)域，電池管理至關(guān)重要。SGM41562A和SGM41562B作為高度集成的單節(jié)鋰離子或鋰聚合物電池充電器，憑借其出色的性能和豐富的功能，在便攜式應(yīng)用中脫穎而出。

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產(chǎn)品概述

SGM41562A和SGM41562B專為對電路板空間和外部組件要求苛刻的便攜式應(yīng)用而設(shè)計。它們具備系統(tǒng)電源路徑管理功能，充電過程涵蓋預(yù)充電、恒流和恒壓階段，同時擁有多種安全保護特性，如內(nèi)置安全充電定時器、輸入電壓和電流監(jiān)測、內(nèi)外溫度監(jiān)測、輸入電流限制和負(fù)載電流限制等。

關(guān)鍵特性

• 高精度充電：充電電壓精度達到±0.6%，確保電池充電的準(zhǔn)確性和安全性。
• 寬輸入電壓范圍：SGM41562A可支持高達18V的寬輸入電壓范圍，而SGM41562B的充電范圍為5.75V。
• I2C接口：通過I2C接口可方便地設(shè)置參數(shù)和報告狀態(tài)，實現(xiàn)靈活的控制。
• 集成電源開關(guān)：內(nèi)置的電源開關(guān)減少了外部組件的使用，降低了成本和電路板空間。
• 多重保護：包括電池溫度監(jiān)測、可編程定時器、過溫保護、電池斷開功能、系統(tǒng)復(fù)位功能和芯片熱限調(diào)節(jié)等，全方位保障電池和系統(tǒng)的安全。

工作原理

電源路徑管理

該充電器具有三個電源端口：輸入電源端口（IN）、電池端口（BAT）和系統(tǒng)或負(fù)載端口（SYS）。當(dāng)輸入電源可用時，系統(tǒng)優(yōu)先從輸入獲取電源；若輸入電源不足或移除，系統(tǒng)會自動切換到電池供電。同時，充電器會持續(xù)監(jiān)測輸入和電池的電壓及電流，防止電池因過流或過放電而損壞。

充電過程

1. 預(yù)充電階段：當(dāng)電池電壓低于預(yù)充電閾值（VBAT_PRE）時，以小電流（IPRE）對電池進行預(yù)充電，預(yù)充電電流值與通過REG03的D[3:0]位編程的終止電流（ITERM）相同。
2. 恒流充電階段：當(dāng)電池電壓高于VBAT_PRE且低于VBAT_REG時，以恒定電流對電池充電，恒流值由REG02的D[5:0]位（ICC[5:0]）和一個縮放位決定。
3. 恒壓充電階段：當(dāng)電池電壓達到VBAT_REG時，保持電壓恒定，充電電流開始下降。
4. 充電終止：當(dāng)充電電流下降到TERM值且持續(xù)一段時間（tTERM_DGL），或者安全定時器超時（如果啟用），充電周期結(jié)束。

保護機制

1. 輸入檢測：持續(xù)監(jiān)測輸入電壓，當(dāng)輸入電壓超出正常范圍（VIN_UVLO和VIN_OVLO）時，Qbypass和Qrvs開關(guān)將關(guān)閉，并通過nINT引腳向主機發(fā)送中斷信號。
2. 電池過壓保護：當(dāng)電池電壓高于VBAT_OVP + VBAT_REG時，立即暫停充電并發(fā)出故障信號；若過壓情況持續(xù)，將開啟放電路徑。
3. 輸入電流和電壓管理：通過I2C可編程設(shè)置輸入電流限制，防止輸入源過載。當(dāng)輸入源不足時，采用基于電壓的動態(tài)功率管理（DPM）調(diào)節(jié)輸入電壓，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行。
4. 熱調(diào)節(jié)和關(guān)機：實時監(jiān)測芯片內(nèi)部結(jié)溫，當(dāng)結(jié)溫達到可編程限制（TJ_REG）時，降低充電電流以防止過熱；當(dāng)結(jié)溫超過熱關(guān)機限制（TJ_SHDN）時，關(guān)閉Qbypass和Qswitch開關(guān)。
5. NTC功能：通過NTC引腳連接負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，監(jiān)測電池溫度。當(dāng)溫度超出安全范圍時，暫停充電并設(shè)置故障位；溫度恢復(fù)正常后，繼續(xù)充電。
6. 安全定時器：可通過I2C設(shè)置預(yù)充電和充電的最大時長，避免因電池異常導(dǎo)致的長時間充電。

寄存器配置

SGM41562A/B的功能通過12個8位寄存器（REG00 - REG0B）進行配置和控制。這些寄存器可通過I2C接口進行讀寫操作，實現(xiàn)對充電參數(shù)、保護功能和系統(tǒng)狀態(tài)的靈活設(shè)置。

關(guān)鍵寄存器

• REG00：設(shè)置最小輸入電壓限制（VIN_MIN[3:0]）和輸入電流限制（IIN_LIM[3:0]）。
• REG01：配置nINT引腳的下拉時間（tRST_DGL[1:0]）、電池FET關(guān)斷時間（tRST_DUR）、HIZ模式啟用（EN_HIZ）、充電啟用（CEB）和電池欠壓鎖定閾值（VBAT_UVLO[2:0]）。
• REG02：設(shè)置軟件復(fù)位（REG_RST）、I2C看門狗定時器復(fù)位（WD_RST）和快速充電電流值（ICC[5:0]）。
• REG03：配置電池到系統(tǒng)的放電電流限制（IDSCHG[3:0]）和充電終止電流值（ITERM[3:0]）。
• REG04：設(shè)置電池充電調(diào)節(jié)電壓值（VBAT_REG[5:0]）、預(yù)充電到快速充電閾值（VBAT_PRE）和電池再充電閾值（VRECH）。
• REG05：控制看門狗功能（EN_WD_DISCHG、WATCHDOG[1:0]）、充電終止控制（EN_TERM）、安全定時器控制（EN_TIMER）、充電定時器（CHG_TMR[1:0]）和終止定時器控制（TERM_TMR）。

應(yīng)用電路設(shè)計

典型應(yīng)用電路

SGM41562A/B的典型應(yīng)用電路包括輸入電源、電池、系統(tǒng)負(fù)載和必要的電容。在設(shè)計時，需要注意以下幾點：

• 電容選擇：輸入電容（IN到GND）至少為2.2μF，輸出電容（SYS到GND）和BAT到GND電容應(yīng)使用至少2.2μF的陶瓷電容（X5R或X7R），VDD到GND電容使用0.1μF的去耦陶瓷電容。
• PCB布局：將外部電容盡可能靠近器件放置，以減少雜散電感和連接阻抗；I2C信號的GND應(yīng)干凈且直接連接到GND引腳，避免與高電流或開關(guān)電流的GND回路共享路徑；I2C線可在同一PCB層并行布線。

NTC傳感器電阻分壓

通過在VDD和GND引腳之間使用電阻分壓網(wǎng)絡(luò)（RT1和RT2），可以調(diào)整NTC傳感器感測的電池溫度限制。根據(jù)所需的高低溫度下的NTC電阻值（RNTCH和RNTCL），可以計算出RT1和RT2的值。

總結(jié)

SGM41562A和SGM41562B是一款功能強大、性能卓越的單節(jié)鋰離子電池充電器，適用于可穿戴設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)小工具等便攜式應(yīng)用。其豐富的功能和靈活的配置選項，為工程師提供了可靠的電池管理解決方案。在設(shè)計應(yīng)用電路時，需要根據(jù)具體需求合理選擇外部組件和進行PCB布局，以確保充電器的性能和穩(wěn)定性。

你在使用SGM41562A/B的過程中遇到過哪些問題？或者你對電池充電器的設(shè)計有什么獨特的見解？歡迎在評論區(qū)分享。