PMB183 8 位 OTP 型單片機(jī)充電器
PMB183 內(nèi)置一個硬件充電器。此充電器為完全恒流/恒壓線性充電,可用于單節(jié)鋰離子電池充電管理。由
于內(nèi)部 MOSFET 結(jié)構(gòu),不需要外部感測電阻器,也不需要阻斷二極管,最大充電電流可達(dá) 500mA。充電器充
電功能為供電即自動工作,不需 MCU 程序做啟始設(shè)置即可以以出廠默認(rèn)狀態(tài)對電池做充電管理。
使用者可透過 CHG_CTRL[7:5]這三個 Bits 做充電電流的設(shè)置或是調(diào)整。共有 8 組充電電流可設(shè)置,最大
500mA,最小 50mA。
MCU 程序可讀取寄存器 CHG_TEMP[6]來判斷充電器工作狀態(tài)。讀取寄存器 CHG_TEMP[4]可用于判斷充
電 Vcc 電壓是否大于 Vbat。讀取寄存器 CHG_TEMP[3]可判別充電 Vcc 電壓是否過低至使充電器自動關(guān)閉。
當(dāng) CHG_TEMP[4:3] = 0b00 時可判讀為充電接口已接入,且充電電壓正常。
充電器也集成一個充電過溫保護(hù)電路,充電過溫保護(hù)有 100°C 度及 140°C 兩種選項(xiàng)。可由 CHG_TEMP[2:1]
的寫入做充電過溫保護(hù)控制,CHG_TEMP[2:1]的讀取可判斷充電過溫是否觸發(fā)。
PMB183 充電器的充電電壓及電流已于出廠時做精準(zhǔn)度校正,校正值會寫入在系統(tǒng)參數(shù)保護(hù)區(qū)內(nèi)。當(dāng) MCU
開機(jī)成功且在執(zhí)行 .Adjust_IC 的宏指令時會將充電器的電壓 / 電流出廠校正值回填寫入 CHG_TRIM /
CHG_CUR 兩組寄存器內(nèi),此時對充電器的充電電壓及電流做量測方為出廠校準(zhǔn)值。MCU OTP 為空白無程序
或是開機(jī)失敗時對充電器所量測到的充電電壓及電流皆是未校正的狀態(tài)。CHG_TRIM / CHG_CUR 兩組寄存器
不建議用戶自行改寫。使用 .Adjust_IC Disable 或是寫匯編代碼時可與 FAE 聯(lián)絡(luò)討論。用戶若想微調(diào)充電器的
充電電壓及電流可以使用 ReLoad_VbatBGTRIM 及 ReLoad_ChargerCURTRIM 這兩個宏指令。
PMB183 對于電池電壓 Vbat 的偵測方式有 2 種方法。方法一是使用內(nèi)置比較器的 Bandgap 1.20V 與 VintR
分壓做比較量測。由此可以計算出 Vbat 電池的電壓。使用方式可參考比較器章節(jié)說明。方法二是使用 ADC,
由 Vbat 當(dāng) ADC 參考電壓,ADC 信道選擇信道 F 的內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源,由此反推計算出 Vbat 電池的電壓。使用
方法可參考 ADC 章節(jié)說明。
充電器充電電壓固定在 4.2V,充電電流可通過寄存器 CHG_CTRL[7:5]設(shè)置。當(dāng)達(dá)到最終浮動電壓后,充
電電流會自動降至寄存器 CHG_CTRL[7:5]所設(shè)定編程值的 1/10 時,充電器自動停止當(dāng)次的充電循環(huán)。
卸下輸入電源(墻壁插座或 USB 電源)后,PMB183 充電器 IP 自動進(jìn)入低電流狀態(tài),使電池漏電流降至
低于 2uA。
充電器在設(shè)計上也俱備其他功能如 欠壓鎖定、自動充電和涓流充電模式。
熱限值
充電器具備熱反饋調(diào)節(jié)充電電流以限制在高功率操作或高環(huán)境溫度。當(dāng) PMB183 IC 內(nèi)部溫度上升超過約
90°C 的預(yù)設(shè)值,內(nèi)部熱反饋回路將減少編程的充電電流。此功能可保護(hù) PMB183 不受過高溫度的影響,并允
許用戶在不損壞 PMB183 的情況下推動給定電路板的功率處理能力極限。充電電流可根據(jù)典型(非最壞情況)
環(huán)境溫度進(jìn)行設(shè)置,確保充電器在最壞情況下自動降低電流。
功耗
PMB183 通過熱反饋降低充電電流的條件可以參考 IC 中功耗來近似。幾乎所有的功耗都是由內(nèi)部 MOSFET
產(chǎn)生的,這大約為:
PD = (VCC – VBAT) • IVBAT
其中 PD 是功耗,VVCC 是輸入電源電壓,VVBAT 是電池電壓,IVBAT 是充電電流。熱反饋開始保護(hù) IC 的環(huán)
境溫度約為:
TA = 120°C – PDθJA
TA = 120°C – (VVCC – VVBAT) • IVBAT • θJA
示例:PMB183 由 5V USB 供電,通過編程向放電鋰離子電池提供 400mA 滿標(biāo)度電流,電壓為 3.75V。假
設(shè) θJA 為 150°C/W(參見 PCB 布局注意事項(xiàng)),PMB183 開始降低充電電流的環(huán)境溫度約為:
TA = 90°C – (5V – 3.75V) • (400mA) • 150°C/W
TA = 90°C – 0.5W • 150°C/W = 90°C – 75°C
TA = 15°C
PMB183 可在環(huán)境溫度高于 15°C 時使用,但充電電流將從 400mA 降低。給定環(huán)境溫度下的近似電流約為:
使用環(huán)境溫度為 60°C 的前一個示例,充電電流將減少至約為:
注意,應(yīng)用 PMB183 時不要在最熱條件下進(jìn)行設(shè)計,因?yàn)楫?dāng)結(jié)溫達(dá)到約 90°C 時,IC 將自動降低功耗