FEELINGTECHFP8012芯片翻译DOC.docx

FEELINGTECHFP8012芯片翻译DOC.docx

《FEELINGTECHFP8012芯片翻译DOC.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《FEELINGTECHFP8012芯片翻译DOC.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

FEELINGTECHFP8012芯片翻译DOC

SOP8E封装的1A线性锂电池充电模块

总述

FP8012是一个SOP8封装的独立锂电池充电芯片，它的外部器件很少，且可对大部分的移动设备充电。

充电电流可以由外部电阻来控制。

在待机模式中，提供的电流可以减小至55μA。

它还具有UVLO，自动再充，充电状态显示和发热调节等功能。

特征

Ø是单块锂电池的独立充电器

Ø不需要外部MOSFET、检测电阻和限流二极管

Ø最大1A的可编程充电电流

Ø预设定的充电电压精度达到±1%

Ø自动再充

Ø2.9V的细流充电电压

ØC/10时充电终止

Ø55μA的待机电流

Ø可以指示没有电池或者充电失败

Ø小电流启动充电以防止电流冲击

Ø过热保护

应用场合

Ø便携式信息设备

Ø充电底座

Ø手机或者PDA

Ø掌上电脑

典型的应用电路

功能模块图

充电状态指示

充电状态

充电（红色）

待机（绿色）

正在充电

亮

灭

充电完成

灭

亮

UVLO，或者是没有电池

灭

灭

状态图

引脚功能

俯视图

引脚名称

序号

I/O

功能

TEMP

1

I

电池温度检测

PROG

2

I

充电电流设定和监视

GND

3

P

IC接地

Vcc

4

P

供电电压

BAT

5

P

电池电压

仰视图

6

O

充电状态指示2

7

O

充电状态指示1

EN

8

I

启动控制

EP

9

P

未封装的PDA必须接地

商标的含义

无卤：

产品不含卤的标示

批号：

晶片批号的最后两位数字

例如：

132386TB→86

内部编码：

内部的识别号

每半个月：

以半个月作为生产周期的标示

例如：

1月—→A（上半月），B（下半月）

2月—→C（上半月），D（下半月）

年：

出产那年的最后一个数字

订购信息

部件编号

温度范围

封装

MOQ

描述

FP8102XR-G1

-40°C~85°C

SOP-8L（EP）

2500EA

捆装

绝对最大额定值

参数

符号

条件

最小

类型

最大

单位

输出电压

Vcc

-0.3

6

V

所有其它引脚

6

V

BAT引脚电流

IBAT

1.2

A

PROG引脚电流

IPROG

1.2

mA

半导体温度

TJ

+150

℃

储存温度

TS

-65

+150

℃

热变电阻

θJA

SOP-8L（EP）

60

℃/W

θJC

10

℃/W

工作环境温度

-40

+85

℃

焊锡温度（焊接，10秒）

+260

℃

推荐的应用环境

参数

符号

条件

最小

常用

最大

单位

输出电压

Vcc

4.35

5.5

V

工作温度

环境温度

-40

85

℃

直流电气特性

参数

符号

测试条件

最小

常用

最大

单位

待机电流

ISB

充电完成

55

100

μA

断电源电流

IST

RPROG未连接

55

100

μA

CV输出（浮动）电压

VFLOAT

4.158

4.2

4.242

V

BAT引脚电流

IBAT

540

600

660

mA

900

1000

1100

mA

待机模式，

0

-2.5

-6

μA

关机模式

±1

±2

μA

睡眠模式，Vcc=0V

-1

-2

μA

涓流充电电流

ITRIKL

30

60

85

mA

涓流充电阈值电压

VTRIKL

，VBAT上升

2.8

2.9

3.0

V

涓流充电滞后电压

VTRKHYS

200

mV

Vcc欠压锁定阈值

VUV

Vcc上升

3.5

3.7

3.9

V

Vcc欠压锁定滞后

VUVHYS

500

mV

Vcc-VBAT的锁定阈值

VASD

Vcc上升

100

mV

Vcc下降

10

mV

PMOSFET导通电阻

RON

650

mΩ

C/10终止电流阈值

ITERM

60

mA

100

mA

PROG引脚电压

VPROG

，电流模式

0.9

1.0

1.1

V

CHARGB引脚输出的低压

VCHRG

0.3

0.6

V

STDBYB引脚输出的低压

VSTDBY

0.3

0.6

V

电池再充电压阈值

VRECHRG

150

mV

温度极限

TLIM

145

℃

TEMP引脚高电压的阈值

VTEMP-H

80

%Vcc

TEMP引脚低电压的阈值

VTEMP-L

45

%Vcc

缓冲启动时间

TSS

20

μs

再充对比时间

TRECHRG

从高到低

0.8

1.8

4

mS

C/10终止比较时间

TTERM

IBAT降到ITERM以下

0.8

1.8

4

mS

PROG引脚上拉电流

IPROG

2

μA

典型的应用特性

（无特殊标明时，

）

功能描述

操作

FP8012最初是为单块锂电池充电而设计的线性电池充电器。

它采用恒定的电流或电压算法而且电流是可编程控制的。

充电电流根据外部的单块限流电阻来控制。

FP8012包含内部P通道的MOSFET和热控电路。

不需要限流二极管或者外部检测电阻。

因此，最基本的充电电路只需要两个外部组件。

此外，FP8012适用于由USB供电运行。

常规充电循环过程

当Vcc引脚电压大于UVLO设定的阈值则开始充电。

如果BAT引脚的电压小于2.9V，则进入小电流充电模式，在这种模式下，FP8012输出的电流大约为设定电流的1/10进行充电直至充电完成。

当BAT引脚电压大于2.9V时，则输出以设定电流为准的恒流充电模式。

当BAT的引脚电压达到4.2V时，则进入恒压充电模式，此时充电电流开始减小，当充电电流减小到设定电流值的1/10时，充电循环终止。

充电电流的编程

充电电流的编程由连接于引脚PROG和地之间的单个电阻来实现。

充电电流是PROG引脚输出电流的1200倍。

所需的电阻值可以根据以下公式来计算：

在小电流充电模式或者恒压充电模式中，瞬间的充电电流可能与以上公式的计算结果不同。

瞬间的充电电流可以通过监测PROG引脚的电压并结合以下公式来测算：

充电终止（完成）

在电池达到浮动电压之后，充电电流降到设定值的1/10，充电循环终止。

这一过程由内部过滤比较器检测PROG引脚确定。

当PROG引脚的电压降到100mV以下且持续的时间比TTERM设定的时间更长，则充电终止。

当输入电流降至55μA则充电电流切断，FP8012进入待机模式。

在待机模式中，FP8012不会消耗电池电量。

这也减小了电池的充、放电次数，进而延长了电池的寿命。

过热保护

如果机壳（dietemperature）的温度超过预设值（大约是145℃），内部的热反馈回路就会减小充电电流。

这个特征可以防止FP8012温度过高，因而允许用户最大限度地发挥电路板的电流处理能力而不用担心FP8012被烧坏。

充电电流可以根据环境温度来设定，以确保充电器可以在极端情况下自动减小电流。

电池温度故障监控

当电池过热时，充电控制装置将断开充电回路并在TEMP引脚上提示温度故障。

在FP8012内部设有两个参考电压

和

，它们的值分别为Vcc的80%和45%。

当TEMP引脚电压高于

或者低于

时，FP8012停止充电并提示错误。

当温度故障解决之后，系统将重新开始充电。

使用者并不需要监控电池温度或者短接TEMP与GND引脚。

R1，R2的值根据电池温度范围和热敏电阻值来设定。

如果电池是使用NTC电热调节器（NTC：

负温度系数），且温度监测的范围是

，则电热调节电阻RT随温度从TL增大到TH而逐渐减小，即RTL>RTH.

PIN引脚电压可以按照如下公式计算：

因此，随着温度从TL增大到TH，VTEMP是减小的。

为了设定合适的R1，R2值以达到过热保护，我们设定：

在TL下：

在TH下：

其中，RTL和RTH分别对应TL和TH的热敏电阻。

因此，R1和R2可以这样计算：

其中：

，

。

欠压锁定

内部欠压锁定电路监控着输入电压并将保持充电器处于锁定模式直到Vcc上升至欠压锁定阈值以上。

UVLO电路内嵌入了500mV的滞后。

此外，为了防止反向电流，当Vcc电压值与电池电压差在10mV之内时，UVLO电路将迫使FP8102进入关机模式。

一旦UVLO的比较器启动，在Vcc超出电池电压100mV之前，充电器不会退出关机模式。

手动关机

在充电过程中的任意时刻，去掉RPROG或者将EN引脚接上低电压，FP8012将进入关机模式。

这将电池的消耗电流降低到约2μA供电电流降低到55μA以下。

重新连接编程电阻就能开启新的充电循环。

自动重新充电

一旦充电循环终止，FP8012就会使用比较器（含有由TRECHARGE设定的1.8ms过滤时间）持续监测BAT引脚的电压。

当电池电压低于4.05V时，就会开启新的充电循环。

这样就保证了电池总是处于或者接近于安全的充电条件而不需要定期启动充电循环。

在新的充电循环中，

输出进入一个强下拉状态。

应用信息

稳定性

当电池接入充电器之后，不借助输出电容，恒压模式的反馈回路就是稳定的。

在没有接入电池的时候，建议接入输出电容以减小文波电压。

当使用大容值低ESR的陶瓷电容时，建议在电容上串联一个1Ω的电阻。

当使用钽电容时不需要串联电阻。

在恒流模式中，处于反馈回路中的是PROG引脚而不是电池。

由于PROG引脚产生的额外电极，这个电极中的电容应该保持最小。

当编程电阻值达到25K的时候，而PROG引脚上不需要额外电容，充电器就是稳定的。

然而，这个连接点上出现的电容减小了最大的编程电阻。

PROG引脚上的电极频率应该保持在100KHz以上。

因此，如果PROG引脚接入了一个电容CPROG，则电阻RPROG的最大值由如下的方程计算：

用户可能更关心电池电流的平均值而不是瞬时值。

例如，以低电流模式运行的一个开关电源与电池并联。

BAT引脚的平均电流比瞬时波动更有价值。

在这种情况下，可以在PROG引脚上使用一个简单的RC过滤器，以检测电池的平均电流，如图1所示。

在PROG引脚和过滤电容之间加入了个10K的电阻以保证稳定性。

图1

功耗

引起FP8012发热而减小充电电流的条件可以通过IC里面的功耗来估算。

在大充电电流下，FP8102的功耗大约为：

其中，PD是功耗，Vcc是输入电压，VBAT是电池电压，IBAT是充电电流。

没有必要再计算更极端的功耗情况，因为FP8012会自动减小充电电流以保持外壳的温度在145℃以下。

开始保护IC的环境温度大概为：

例如，一个FP8102从5V的适配器中输出1A的电流为一块3.6V的锂电池充电。

FP8102开始减小1A的充电电流的环境温度大概为：

因此，FP8102可以用于75℃以上的环境，但是充电电流将小于1000mA。

在给定的环境温度下，充电电流大概为：

与上面的例子相同而环境温度为90℃，则充电电流将减小到约为：

进一步地，正如编程充电电流那一节内容所讲的，PROG引脚上的电压将随着充电电流成比例变化。

尤其需要注意，FP8012的应用不需要考虑最糟糕的热环境，因为当连接点的温度高达145℃时，IC将自动减小功耗。

电路板布局

由于SOP8的尺寸很小，因此良好热传导性的PC板布局以使得充电电流最大化是很重要的。

IC产生的热的传导路线为：

从外壳传到封装引线再传到（尤其是经过接地线）PC铜板。

PC铜板就是一个散热器，其封装面应该尽可能大并延伸到大的铜片区域以传热、散热。

一些向内或者背面的孔对充电器的散热也有好处。

在制作PC板的时候，电路板上除充电器外的其他热源也要考虑，因为它们将引起总的温度上升而影响到最大的充电电流。

Vcc旁路电容

多种电容都可以用于输入旁路，但是在使用多层陶瓷电容时必须谨慎。

由于某些陶瓷电容存在自谐振和高Q特性，在启动时刻，例如将充电器接入已经打开的电源上，会产生很高的瞬态电压。

将一个1.5Ω的电阻与X5R陶瓷电容串联（如图2所示）将可以减小启动时刻的高瞬态电压。

图2

USB和墙上适配电源

虽然FP8102可以用于USB端口，对于墙上的适配电源同样适用。

图3作为示例表明如何将墙上适配电源和USB电源结合起来。

P-通道的MOSFET，MP1，用于阻止当墙上适配电源接通时，USB端口的导通。

肖特基二极管D1通过一个10KΩ的下拉电阻来阻止USB功率消耗。

相比与限流500mA的USB端口，墙上适配电源可以提供大得多的电流。

因此，当使用墙上适配电流时，一个N-通道的MOSFET，MN1，和一个额外的编程电阻用来将充电电流增大到600mA。

图3

典型的应用电路

封装外形

焊接面尺寸

注释：

1.JEDEC外形：

N/A

2.尺寸D没有包括毛边、突起、毛刺

3.突起、毛刺等单边不能超过15mm

尺寸E不包括毛刺、毛边

4.单边不超过25mm