MP2669GR锂电池充电管理芯片
一、芯片特性
1.4.0V-14V的输入工作电压,5.0V-20V的输出电压。
2.三种工作模式:充电模式、升压模式和睡眠模式。
①充电模式下对电池充电电流峰值5A,升压模式下对外放电峰值3A。
②4个充电阶段按顺序分别为:涓流充电、预充电、恒流充电和恒压充电。
③输入电源存在时,自动检测适配器类型并设置输入电流限制,支持QC3.0快充协议。
④负载存在时,自动切换到升压模式对外输出,支持挂载快充识别芯片。
⑤没有输入源与负载的情况下,自动进入睡眠模式降低功耗,工作电流为18~22μA。
3.可编程3.1 - 4.675V充电电压,精度为0.5%。
4.具有I2C功能,通过I2C接口,主控芯片可以灵活地对MP2669芯片进行参数配置以及工作状态读取。
5.集成8位的SAR ADC用于电压电压的测量,转换时间20μs。
6.安全保护功能:输入过压保护、电池过压保护、短路保护、热关断和电池温度监测。
7.当测量电池电流电阻为10mΩ时,默认参数如下图:
二、电气特性
1.充电模式
①充电模式静态电流 2.3mA。
②输入欠压锁定电压 5v输入时--3.5v锁定、9v输入时--7.5v锁定、12v输入时--10.5v锁定,解除锁定电压 400mV。
③输入过压保护:5v输入时--7v保护、9v输入时--11v保护、12v输入时--14v保护,解除保护电压 400mV。
④输入过流保护:5.5A输入持续3ms时保护,300ms后再次开启并检测输入电流。
⑤电池满电电压、预充电池电压阈值、恒流充电电流、预充充电电流、终止充电电流都可以通过I2C通信设置。
涓流充电电流 100mA。
⑥电池短路保护电压2.0v,解除保护电压250mV。电池满电解除电压270mV。
2.升压模式
①休眠模式静态电流 18μA、升压模式静态电流2mA。
②输出反馈电压基准 Vfb = 0.52V。
③升压输出电流限制可通过I2C通信设置。默认5v--3300mA、9v--2250mA、12v--1700mA。
④电池欠压锁定:升压输出时2.5v欠压锁定、非升压模式时2.9v欠压锁定。
⑤电池输入/输出电流Ib计算公式:。
⑥高低电平判断标准:低电平<0.4v,高电平>1.3v。
三、典型性能特征
四、应用信息
1.充电模式应用
①充电循环:涓流充电--预充电--恒流充电--恒压充电
无法充电可以检查:1)输入源是否符合要求;
2)I2C是否使能了充电模式;
3)是否有热敏电阻故障;
4)是否有电池过压。
②负温度系数(NTC)热敏电阻
寒冷(COLD)电池阈值(Tntc < 0°C)
冷(COOL) 电池阈值(0°C < Tntc < 10°C)
暖(WARM) 电池阈值(45°C < Tntc < 60°C)
热(HOT) 电池阈值(Tntc > 60°C)
③VCC LDO输出
VCC LDO输出范围 4.35v--4.65v,最佳4.5v。
2.INT 向主控芯片发送中断
触发条件:
①插入了良好的输入源
②有负载插入
③充电模式使能
④预充电模式到恒流充电模式
⑤充电完成
⑥电池短路
⑦REG09中的任何错误
3.充电模式应用
①升压模式下在SYS引脚上可提供稳定的5-12v输出,升压条件如下图所示
②负载检测
在待机模式下,SYS通过内部6kΩ电阻上拉至VCC,并监视Vsys。一旦系统电压下降到VCC的89%,就会检测到负载插入。
③轻负载时升压模式关闭
如果从SYS流出的负载电流低于30mA并持续36秒,升压将自动关闭。
④同时充放电
支持充电输入与升压输出同时工作。当Vin > 1v时,升压被禁止。检测到输入源或负载或按下PB按钮时,会执行相应的充电协议检测,但充电输入只能将5v送到升压输出接口。
⑤升压模式下的热关断保护
升压模式下热关断保护也是有效的。 一旦结温升高超过150°C,IC进入热关断。当结温降至120°C以下时,IC恢复正常工作。
⑥电池电量指示标
4.睡眠模式应用
当充电模式与升压模式都被禁止时,系统自动进入睡眠模式,降低功耗。休眠模式静态电流 18μA。
五、参数设置
1.充电模式下NTC功能
设定NTC温度范围公式如下图所示:
根据选定的NTC电阻的0°C与50°C阻值代入计算。
2.电感选择
①充电模式下:
其中Vin是典型输入电压,Vbatt是CC电荷阈值,fsw是开关频率,ΔIL_MAX是最大峰峰值电感电流,通常为CC的30-40%。
②升压模式下:
其中Vbatt是电池最小电压,fsw是开关频率,ΔIL_MAX是峰峰值电感纹波电流,约为最大电池电流(Ibatt(max))的30%,
I sys(MAX)是输出电流,η是效率。
③参数建议:
为了获得更高的效率,选择一个2.2μH电感,并将电感的直流电阻降至最低,电感的直流电流额定值不低于MOSFET峰值电流。
3.输入电容(Cin)选择
输入电容能降低从输入引出的浪涌电流和来自器件的开关噪声。开关频率下的输入电容阻抗应小于输入源阻抗,以防止高频开关电流传输至输入端。为了获得最佳效果,请使用X7R电介质的陶瓷电容,因为它们具有较低的ESR和较小的温度系数。对于大多数应用而言,22μF电容就足够了。
4.系统电容(Cpmid)选择
①充电模式下,电容(Cpmid)充当降压转换器的输入电容。输入电流纹波可以用下图公式计算:
②升压模式下,电容(Cpmid)是升压转换器的输出电容。Cpmid保持输出电压纹波小,并确保反馈回路稳定。输出电流纹波可以用下图公式计算:
由于输入电压直接传递到系统,因此Vin_max = Vpmid_max,并且充电模式和升压模式都具有相同的系统电流纹波。
③参数选择:
最大纹波电流约为1A。根据纹波电流温升不超过10°C选择PMID电容器。为获得最佳效果,请在X7R电介质中使用具有低ESR和小温度系数的陶瓷电容器。对于大多数应用,请使用三个22μF电容。
5.电池电容(Cbatt)选择
Cbatt与电池并联以吸收高频开关纹波电流。
①充电模式下,电容(Cbatt)是降压转换器的输出电容。可以用下图公式计算输出电压纹波:
②升压模式下,电容(Cbatt)是升压转换器的输入电容。 输入电压纹波与上图中的输出电压纹波相同。
充电模式和升压模式都具有相同的电池电压纹波。电容(Cbatt)可以用下图公式计算:
③参数选择:
两个或三个22μFX7R电介质电容器并联。
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