SGM40567：小容量電池充電的理想之選

在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)中，電池充電管理是至關(guān)重要的一環(huán)。對(duì)于小容量電池的充電需求，SGM40567這款小容量緊湊型電池充電器展現(xiàn)出了諸多獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。今天，我們就來深入了解一下SGM40567的特性、應(yīng)用以及設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

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一、SGM40567概述

SGM40567是一款專為小容量鋰離子/聚合物鋰離子二次電池設(shè)計(jì)的單芯片高精度線性恒流、恒壓充電器。它能夠獨(dú)立完成預(yù)充電、快速充電、涓流浮充、電壓折返保持、電阻壓降補(bǔ)償和再充電等完整的充電過程。其最大充電電壓有五種可選，不同型號(hào)對(duì)應(yīng)不同的電壓值，例如SGM40567 - 3.65對(duì)應(yīng)3.65V/3.709V/4.547V等。充電電流可通過外部電阻進(jìn)行設(shè)置，并且通過LED指示燈直觀地顯示充電狀態(tài)，慢閃表示正在充電，持續(xù)亮燈則表示充電完成。

二、主要特性

2.1 適用多種電池類型

SGM40567適用于磷酸鐵鋰電池、鋰離子/聚合物鋰離子電池、鈦酸鋰電池、鎳氫二次電池以及EDLC電容器的充電，具有廣泛的適用性。

2.2 靈活的最大充電電壓選擇

提供3.65V至5.5V的可選最大充電電壓，能夠滿足不同電池的充電需求。

2.3 高精度安全快速充電

具備高精度的充電控制，確保電池安全快速地充滿電。

2.4 電壓折返保持功能

輸出電壓折返保持功能可使外部電源長(zhǎng)時(shí)間安全穩(wěn)定地為負(fù)載供電，其電壓低于最大充電電壓的4%。

2.5 兼容性強(qiáng)

可與松散耦合線圈和太陽能電池配合使用，為可穿戴設(shè)備和小型便攜式設(shè)備提供靈活的電源選項(xiàng)。

2.6 自動(dòng)熱電流限制

當(dāng)設(shè)備溫度高于+130℃時(shí)，會(huì)主動(dòng)降低充電電流，防止過熱損壞。

2.7 節(jié)能指示模式

通過LED指示燈的狀態(tài)變化，方便用戶了解充電狀態(tài)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

2.8 環(huán)保封裝

采用綠色WLCSP - 0.92×1.16 - 6B封裝，工作溫度范圍為 - 40℃至+125℃。

三、應(yīng)用場(chǎng)景

SGM40567的應(yīng)用場(chǎng)景十分廣泛，常見于藍(lán)牙耳機(jī)、藍(lán)牙鼠標(biāo)、無線溫度計(jì)、無線血氧儀、無線脈搏計(jì)、有源鑰匙、有源信標(biāo)等設(shè)備中。此外，還可用于光伏存儲(chǔ)維護(hù)和輪轂發(fā)電機(jī)存儲(chǔ)維護(hù)等領(lǐng)域。

四、設(shè)計(jì)要點(diǎn)

4.1 充電電流設(shè)置

充電電流通過外部電阻RIREF進(jìn)行設(shè)置，不同的充電電流范圍對(duì)應(yīng)不同的計(jì)算公式。當(dāng)ICHG ≤ 400mA時(shí)，(I{CHG}=frac{24000}{R{IREF}})（mA）；當(dāng)ICHG > 400mA時(shí)，(I{CHG}=frac{20500}{R{IREF}} + 58)（mA）。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，需要根據(jù)電池容量和輸入電源的負(fù)載特性來選擇合適的充電電流。

4.2 最大充電電壓選擇

根據(jù)電池或大容量電容器的電壓規(guī)格選擇合適的最大充電電壓型號(hào)。同時(shí)，通過F引腳的不同連接方式可以進(jìn)一步微調(diào)充電電壓，具體關(guān)系可參考設(shè)備選擇表。

4.3 引腳連接

• BAT引腳：充電器輸出引腳，連接電池或電池與負(fù)載，建議連接1μF（或更大值）的X5R陶瓷電容。
• VIN引腳：電源輸入引腳，建議從VIN引腳到地使用1μF（或更大值）的X5R陶瓷電容進(jìn)行電源去耦，且該電容應(yīng)盡可能靠近VIN引腳。
• F引腳：充電電壓設(shè)置和EDLC電容器中間電壓平衡引腳，通過不同的連接方式設(shè)置最大充電電壓，并在電壓偏離時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
• nCHG引腳：充電狀態(tài)指示引腳，通過電流的變化指示充電狀態(tài)。
• IREF引腳：最大充電電流設(shè)置和禁止充電控制引腳，通過連接電阻設(shè)置最大充電電流，當(dāng)該引腳電壓高于1.6V時(shí)，禁止充電功能。
• GND引腳：接地引腳。

4.4 充電過程

SGM40567的充電過程包括預(yù)充電、快速充電、涓流浮充、電壓折返保持、電阻壓降補(bǔ)償和再充電等階段。當(dāng)輸出電壓低于最大充電電壓的60%時(shí)，進(jìn)行預(yù)充電；然后以設(shè)定的ICHG進(jìn)行快速充電，直到輸出電壓大于最大充電電壓的98.5%且超過44分鐘，或充電電流小于6.5%×ICHG時(shí)，進(jìn)入電壓折返保持狀態(tài)。在電壓折返保持狀態(tài)下，輸出電壓低于最大充電電壓的4%。如果輸出電壓下降超過最大充電電壓的2.2%，則進(jìn)行電阻壓降補(bǔ)償，輸出電壓進(jìn)一步提高2%；如果下降小于2.2%，則維持輸出電壓。當(dāng)輸出電壓繼續(xù)下降超過1.5%時(shí)，退出電壓折返保持狀態(tài)，重新開始充電過程。

4.5 特殊功能設(shè)計(jì)

• 松散耦合充電：當(dāng)輸入電壓略高于電池電壓且接近其最高耐受電壓時(shí)，SGM40567可以進(jìn)行充電，不需要恒定穩(wěn)定的電流和電壓供應(yīng)。在使用輸出能力有限的電源時(shí)，可將IREF引腳連接到GND，使SGM40567在充電過程中處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，最大化電源供應(yīng)能力和電流通過能力。
• 小容量電池充電：對(duì)于小容量電池，SGM40567能夠自動(dòng)檢測(cè)充電路徑中的電阻壓降，當(dāng)壓降超過2.2%時(shí)，相應(yīng)地提高最大充電電壓。
• 充電電流控制：可以通過控制器的IO生成兩種不同的電流設(shè)置，或使用PWM合成電壓施加到電流設(shè)置電阻的一端進(jìn)行詳細(xì)控制。
• 并聯(lián)擴(kuò)展充電電流：多個(gè)SGM40567并聯(lián)使用可以增加充電電流，分散排列可增加散熱面積。選擇其中一個(gè)芯片的RIREF配置稍小，使其充電電流略大于其他芯片，該芯片的nCHG可作為全局指示輸出。
• 匹配儲(chǔ)能電容器：利用SGM40567的恒壓/恒流控制能力，匹配儲(chǔ)能電容器，隔離突發(fā)負(fù)載對(duì)小容量電池或脆弱電源系統(tǒng)的影響，如防止NB - IoT和GPRS傳輸突發(fā)導(dǎo)致的系統(tǒng)電源故障。

五、總結(jié)

SGM40567以其豐富的功能、靈活的設(shè)計(jì)和廣泛的適用性，為小容量電池充電提供了一個(gè)優(yōu)秀的解決方案。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，電子工程師需要根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景和需求，合理選擇充電電流、最大充電電壓以及引腳連接方式，充分發(fā)揮SGM40567的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，要注意其特殊功能的應(yīng)用，如松散耦合充電、小容量電池充電等，以提高充電效率和電池的使用壽命。你在使用SGM40567的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。