對于充電ic你了解多少?充電ic性能分析

對于充電ic，可能很多朋友并不了解，為增進(jìn)大家對充電ic的認(rèn)知，本文將對充電ic予以介紹，并對充電ic的性能加以分析。本文介紹的充電ic型號較老，但原理大抵相同。如果你對充電ic存在一定興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

RT9161B充電IC實(shí)際上是RT9161/A的一種變形，有那么一個(gè)時(shí)期，鋰離子電池已經(jīng)開始被部分用戶批量使用了，市場上卻沒有好用的充電IC，沒辦法的我用多顆IC構(gòu)成了一個(gè)不好但是堪用的電路銷售給用戶，這個(gè)方案要比其它廠商提供的方案貴很多，但是可以避免電池出現(xiàn)安全和漏電問題，成功地度過了一段荒蕪時(shí)期。

RT9501充電IC根據(jù)恒壓充電階段的充電電壓的不同，這款型號被分為A和B兩個(gè)分型，分別滿足4.1V電池和4.2V電池的需要。這款產(chǎn)品的規(guī)格書至今可在立锜的官網(wǎng)上看到，說明它仍處于銷售狀態(tài)。

RT9501是個(gè)控制器，調(diào)整管需要外掛，完整的應(yīng)用電路長成下面的樣子：

Q1是外掛的調(diào)整管，CS與CC端之間的電壓差決定了它的工作狀態(tài)或?qū)ǔ潭?，R4在這里是一個(gè)必須的存在，因?yàn)镃C端是一個(gè)漏極開路的電流吸入端子，此電流必須經(jīng)過R4以后才能形成Q1源-漏之間的電壓差;RCS的作用是檢測充電電流的大小，充電電流流過它形成的電壓差在VDD和CS端之間被IC所檢測;BATT端對輸出電壓也就是電池電壓進(jìn)行檢測;和電池放在一起的負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻對溫度進(jìn)行檢測，它與RT2并聯(lián)以后和RT1一起對VDD供電電壓進(jìn)行分壓再施加到溫度檢測端TS，內(nèi)部電路根據(jù)TS端電壓與VDD之間的關(guān)系決定何時(shí)容許充電、何時(shí)不容許充電。FB/CE端具有雙重作用，它既可以對芯片進(jìn)行使能控制，又可以作為輸出電壓反饋端來使用，這樣就容許對不同充電電壓的電池進(jìn)行充電，也可滿足精密調(diào)節(jié)電池充電電壓的需求，在此電路中，它的作用是作為使能端CE而存在。STAT是個(gè)可有三種狀態(tài)的輸出端子，可用它對IC的工作狀態(tài)進(jìn)行表達(dá)。二極管D1的作用是防止反向電流流入供電源中，也能防止輸入端與地短路帶來的危害，因?yàn)镼1內(nèi)部的寄生二極管會(huì)在輸入電壓低于電池電壓時(shí)導(dǎo)通使電池失去電量。

一種可以避免經(jīng)過Q1流失電量的方法是用PNP晶體管代替P-MOSFET，其應(yīng)用電路如下圖所示：

我們都知道PNP管是用電流來驅(qū)動(dòng)的，采用此電路時(shí)CC端就要流過比較大的電流，這對降低功耗顯然是不利的，而且CC端也有最大吸入電流的限制，所以在選用PNP管的時(shí)候要考慮它的電流放大能力，這個(gè)參數(shù)小了以后就可能不能達(dá)到希望的最大充電電流。

作為第一代的鋰離子電池充電IC，RT9501已經(jīng)具有了完整的三階段充電策略，充滿以后可以自動(dòng)停止充電進(jìn)程，切斷電池與供電源之間的聯(lián)系，并且可以隨時(shí)監(jiān)視電池的電壓變化情況，并在電池電壓下降超過100mV時(shí)重啟充電過程，盡可能確保電池電量總是處于可能的最高狀態(tài)，為離開電源以后的設(shè)備提供最大續(xù)航力。下圖是RT9501的充電策略曲線圖，供讀者參考：

要實(shí)現(xiàn)這樣的充電策略，IC的內(nèi)部還是很復(fù)雜的，我們看到的外部電路其實(shí)僅僅是冰山之一角。下面就來欣賞一下RT9501的內(nèi)部電路框圖：

當(dāng)外部電源存在并且其電壓高于電池電壓和IC的啟動(dòng)電壓的時(shí)候，充電IC根據(jù)電池電壓狀況決定自己的工作狀態(tài)。如果電池電壓低于預(yù)充電壓閾值，電流控制回路就以很小的電流對電池進(jìn)行充電，直至電池電壓超過預(yù)充電壓閾值，充電電流再切換到正常的設(shè)定電流進(jìn)行恒流充電以便快速增加電池電量。當(dāng)恒流充電使電池電壓提升到電壓控制回路所設(shè)定的充電電壓時(shí)，電壓控制回路的作用就蓋過了電流回路的作用，此時(shí)的輸出電壓是恒定的，而輸出電流則隨著電池的越來越滿而越來越小，當(dāng)它小到一定的程度時(shí)(觸及充電終止電流閾值)，我們就認(rèn)為電池已經(jīng)充滿了，于是完全停止充電過程，調(diào)整管關(guān)斷，再也沒有電流流入電池。此后，復(fù)充控制電路對電池電壓進(jìn)行檢測，如果它發(fā)現(xiàn)電池電壓低于充電電壓某個(gè)值(如100mV)，它便觸發(fā)復(fù)充過程。很顯然，復(fù)充階段是從恒流充電開始的，此后它會(huì)進(jìn)入恒壓充電階段，并在充電電流再次觸及充電終止電流閾值時(shí)停止復(fù)充過程。

睡眠狀態(tài)的進(jìn)入是以VDD電壓低于BATT電壓為條件的，這種狀態(tài)通常都意味著外部電源已經(jīng)撤下了，電路無法再獲取電能為電池進(jìn)行充電，IC此后的工作電源來自電池，這對電池來說純屬消耗，所以，這時(shí)的IC消耗會(huì)被最小化，很多電路都完全處于不工作的狀態(tài)。

在某些充電IC的規(guī)格書中常常會(huì)提及狀態(tài)機(jī)的概念，實(shí)際上就是這些IC會(huì)不斷對自己所面臨的外在環(huán)境進(jìn)行檢測，同時(shí)也會(huì)記錄已經(jīng)經(jīng)歷過的一些狀態(tài)，然后判定自己當(dāng)前所處的狀態(tài)，再根據(jù)此狀態(tài)決定要采取的行為，這使得它們可以在任何時(shí)候都能進(jìn)入最合適的工作狀態(tài)。當(dāng)理解了這一點(diǎn)以后，上面所說的那些充電過程就很容易被理解了，它們不過是狀態(tài)機(jī)的不同狀態(tài)被連接起來以后的外在顯現(xiàn)而已，實(shí)際上它可能從來沒有想過要去形成那些過程。

作為一種早期的產(chǎn)品，RT9501容許的最高輸入電壓是7V，這在要求不太高的時(shí)代還是很合適的，畢竟大多數(shù)的供電接口都是5V輸出。但是我們在實(shí)際的應(yīng)用中常?？梢钥吹礁叩妮斎腚妷杭夥?，這樣的狀態(tài)多是由不是很合適的電路在插拔中的瞬態(tài)過程造成的，所以，RT9501的后續(xù)產(chǎn)品們通常都具有十幾V甚至30V的高壓耐受能力。

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