开关型的单双节充电IC外挂MOS的HB6293.docx
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开关型的单双节充电IC外挂MOS的HB6293
开关型锂电池充电管理芯片HB6293
功能特性简述
●适用于单节或两节锂离子/锂聚合物高效率电流模PWM充电器
●％的充电电压控制精度
●可编程充电电流控制
●恒压充电电压值可通过外接电阻微调
●智能电池检测
●软启动
●开关频率600KHz
●LED充电状态指示
●短路检测，保护
●电池充电过压保护
●输入管脚最大耐压20V
●充电截止时间外置电容可调
●工作环境温度范围：
-20℃～70℃
●MSOP-10封装
应用
●手持设备
●充电器
●移动仪器
概述
HB6293为开关型单节或两节锂离子/锂聚合物电池充电管理芯片，非常适合于便携式设备的充电管理应用。
HB6293集高精度电压和电流调节器、预充、充电状态指示和充电截止等功能于一体，采用MSOP-10封装。
HB6293对电池充电分为三个阶段：
预充（Pre-charge）、恒流（CC/ConstantCurrent）、恒压（CV/ConstantVoltage）过程，恒流充电电流通过外部电阻决定，恒压充电电压可通过外部电阻微调。
HB6293集成过压及短路保护，确保充电芯片安全工作。
HB6293集成智能电池检测功能及超时错误恢复功能，方便用户使用。
典型应用电路
管脚定义
HB6293MSOP-10封装
序号
符号
I/O
描述
1
STAT1
O
（STAT1）绿
（STAT2）红
描述
2
STAT2
O
灭
灭
没有充电或无电池
灭
亮
正在充电
亮
灭
充电完成
灭
脉冲
故障状态（超时和过压）
3
VCC
I
输入电源
4
GATE
O
输出开关驱动
5
GND
-
模拟地
6
TTC
-
振荡器外接电容，确定充电时间限制，当引脚接地，取消限制
7
BAT
I
电池检测输入端&电流检测输入负端
8
SNS
I
电流检测输入正端
9
ISET
I
外接电阻设置预充电，恒流充电和截止充电电流
10
VTRIM
I
外接电阻，与地或者与BAT脚之间，微调恒压值
模块功能框图
推荐工作条件
最小
典型
最大
单位
电压范围
STAT1,STAT2,VCC
0
20
V
VCC-GATE
0
8
V
VTRIM,BAT,SNS
0
14
V
ISET,TTC
0
6
V
SNS-BAT
V
工作结温
0
125
℃
电气参数
典型情况Temp=25℃VCC=10V
参数
符号
测试条件
最小
典型
最大
单位
输入电流
VCC供电电流
IVCC
开关模式
10
mA
电池SLEEP放电电流
ISLP
VCC10
uA
电压调整
输出恒压
VOREG
单节电池
V
双节电池
输出恒压精度
%
+%
电流调整
检测电阻RSNS两端电压
VIREG
快速充电
且RISET=20kΩ
100
mV
恒流设置电压
VISET
VLOWV1
V
恒流设置系数
KISET
2000
V/A
预充电
预充电检测电阻RSNS两端电压
VIPRE
预充电
且RISET=20kΩ
20
mV
预充电转快充阈值电压
VLOWV
单节电池
3
V
双节电池
6
转换延迟时间
电压上升沿
30
ms
充电截止
充电截止检测电阻RSNS两端电压
VITERM
快速充电
且RISET=20kΩ
10
mV
延迟时间
电压上升或者下降
30
ms
充电截止计时电阻RSNS两端电压
VITAPE
20
mV
延迟时间
电压下降沿
30
ms
TAPE截止计时
TTAPE
1800
s
再充电电压
再充电阈值电压
VRCH
单节电池
V
双节电池
延迟时间
电压下降沿
30
ms
STAT1和STAT2驱动输出
低电平输出饱和电流STATx
IO
输出电压
10
mA
TTC输入
TTC系数
KTTC
H/10nF
CTTC电容
CTTC
10
nF
时间使能阈值
VTTC_EN
VTTC上升
200
mV
UVLO欠压及睡眠模式
IC使能电压阈值
VUVLO
VCC上升，单节
V
双节电池
IC使能迟滞
VHYS
单节电池
200
mV
双节电池
400
睡眠模式
VSLPR
VCC-VBAT上升
400
mV
VSLPF
VCC-VBAT下降
200
PWM
开关振荡频率
FOSC
600
kHz
最大占空比
DMAX
98
%
最小占空比
DMIN
0
%
电池检测
超时错误检测电流
IDETECT
VBAT2
mA
放电电流
IDISCHRG1
400
uA
放电时间
TDISCHRG1
1
s
唤醒电流
IWAKE
2
mA
唤醒时间
TWAKE
s
截止放电电流
IDISCHRG2
充电截止，VBAT=400
uA
截止放电时间
TDISCHRG2
250
ms
保护
过压保护阈值
VOVP
117
%VOREG
短路BAT电压阈值
VSHORT
BAT下降，单节
2
V
双节电池
4
短路电流
ISHORT
VBAT<=VSHORT
25
mA
内置温度保护阈值
TTEMP
125
℃
温度迟滞
THYS
20
GATE驱动输出
上升时间
TR
CGATE=2nF,10%to90%
20
ns
下降时间
TF
CGATE=2nF,90%to10%
50
驱动输出clamp电压
VCLAMP
VCC>8
VCC-7
V
VCC<8
0
典型波形
图1快冲模式开关驱动波形
图2恒压模式开关驱动波形
工作流程图
功能描述
充电流程
电池检测
对于电池不在的情形，BAT脚的电压会在0和VOVP之间不断翻转直到新电池插入。
睡眠模式
移除输入电源进入睡眠模式。
当VCC电压低于UVLO阈值，或VCC低于VBAT+250mV，HB2393进入睡眠模式，电池放电电流达到最小。
充电电流设定
电池恒流充电电流值ICHARGE由下式计算可得：
其中，VISET是ISET脚的输出电压，在恒流充电阶段为1V，在预充电阶段为。
RSNS为外部电流检测电阻，KISET为增益系数，单位为V/A。
在恒流充电电流确定之后，预充电电流为20%*ICHARGE，而充电截止电流为10%*ICHARGE。
充电截止电流
在恒压阶段，充电电流在RSNS电阻两端的压降减少到VITERM，HB6293内部产生EOC信号，充电截止。
同时，当充电电流在RSNS电阻两端的压降为ITERM的两倍时，芯片内部会产生一个TAPE信号，如果在半个小时后充电电流仍然没有下降到ITERM，充电截至。
充电电压设定
电池电压检测BAT和GND脚之间的压差。
当单节电池电压低于2V，双节电池电压低于4V时进入短路电流检测模式；当单节电池电压低于3V，双节电池电压低于6V时进入预充电模式；单节电池充电截止电压为，双节为。
充电完成后，如果单节电池由于电流泄露下降到以下，双节以下时，进入再充电周期。
充电时间限制
HB6293对预充电和总充电时间进行可编程限制，总充电时间限制：
其中，CTTC为引脚TTC外接电容值，KTTC为系数。
预充电时间为总充电时间的1/8，如果发生充电超时，芯片进入FAULT状态，管脚2输出脉冲指示。
充电状态指示
开漏输出脚STAT1（绿灯）和STAT2（红灯）指示如下表。
STAT1（绿灯）
STAT2（红灯）
指示状态
灭
灭
没有充电，无电池或睡眠模式
灭
亮
正在充电
亮
灭
充电完成
灭
脉冲
故障状态（超时或过压）
超时错误恢复
由工作流程图所示，HB6293提供充电超时错误（包括预充电超时和总充电时间超时）的恢复机制。
总结如下：
情况1：
VBAT电压大于再充电阈值电压并发生超时错误。
恢复机制：
由于电池对负载放电，自放电或者是电池移除，使得电池检测电压降到再充电阈值电压以下，此时，HB6293清除错误状态，并进入无电池检测过程。
此外，上电复位可以清除这种超时错误状态。
情况2：
VBAT电压低于再充电阈值电压并发生超时错误。
恢复机制：
发生这种情况时，HB6293使能一个IDETECT电流。
这个小电流可用来检测电池在不在。
只要电池电压低于再充电电压，该电流一直保持。
如果电池电压高于再充电电压，那么HB6293取消IDETECT电流，并执行情况1的恢复机制。
就是一旦电池电压又低于再充电阈值电压时，HB6293清除超时错误，并进入无电池检测过程。
上电复位也可以清楚这种超时错误状态。
输出过电压保护
HB6293内置过电压保护功能。
当电池电压过高时，比如说电池突然移除时产生的过电压，该功能可以保护器件本身和其他元器件。
当检测到过电压时，该功能立即关闭PWM，并指示错误。
当电池电压低于再充电阈值电压时，该错误解除。
移除输入电源进入睡眠模式。
当VCC电压低于UVLO阈值，或VCC低于VBAT+250mV，HB2393进入睡眠模式，电池放电电流达到最小。
恒压输出的微调
测出恒压输出的电压值VCV，把VCV向上微调，将微调电阻RTRIM接在VTRIM脚与地之间；把VCV向下微调，将微调电阻RTRIM接在VTRIM脚与BAT脚之间。
电阻RTRIM阻值大小公式为：
a.单节电池
b.双节电池
其中R=40kΩ。
封装和包装尺寸
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