TP4592 带使能控制的锂电池充放电解决方案

概述TP4592是一款集成线性充电管理、同步升压转换、电池电量指示和多种保护功能的单芯片电源管理 SOC为锂电池的充放电提供完整的单芯片电源解决方案。TP4592内部集成了线性充电管理模块、同步升压放电管理模块、电量检测与 LED指示模块、保护模块。TP4592内置充电与放电功率 MOS充电电流可通过外部电阻设置最大充电电流为 500mA。最大同步升压输出电流为500mA。TP4592采用专利的充电电流自适应技术同时采用专利的控制方式省去外部的功率设定电阻降低功耗的同时降低系统成本。TP4592内部集成了温度补偿、过温保护、过充与过放保护、输出过压保护、输出过流保护、输出短路保护等多种安全保护功能以保证芯片和锂离子电池的安全。TP4592应用电路简单,只需很少的外围元件便可以实现锂电池充放电的完整方案极大的节省了系统的成本和体积。特点线性充电同步升压集成电源路径管理支持边充边放最大升压输出电流500mA充电电流可设置最大充电电流500mA升压输出EN使能控制指示灯关闭对应输出电流5mA使能关闭时待机功耗低至2.5uA使能有效时待机功耗低至25uA充电电流自适应技术智能温度控制与过温保护支持涓流充电以及零电压充电集成多种保护功能封装形式ESOP8L应用蓝牙耳机充电仓锂电池电子设备其他小功率电源管理应用典型应用电路管脚管脚描述极限参数注1推荐工作范围应用说明线性充电TP4592充电时工作在线性充电模式。当电池电压低于2.9V 时芯片工作在涓流充电状态涓流充电电流为IBAT/10。当电池电压大于2.9V时芯片进入恒流充电状态恒流充电电流为 IBAT。当电池电压达到4.2V时芯片进入恒压充电状态充电电流开始逐渐减小。当充电电流减小至 IBAT/4时线性充电过程完成芯片进入待机状态。TP4592具有智能再充电功能在待机状态中芯片监控 BAT电压当BAT电压下降至4.0V时VDD重新对电池进行充电开始新的充电循环。TP4592的恒流充电电流可通过外部电阻设置RPROG825V/IBAT。TP4592的最大充电电流为500mA。边充边放TP4592集成了电源路径管理支持边充边放功能。在充电电源接入和 OUT端有负载接入的情况下TP4592工作在边充边放模式线性充电的同时 OUT端提供电源输出。当充电电源移除后芯片马上进行同步升压模式OUT 保持输出状态。为了提高系统的可靠性边充边放模式下TP4592也具有输出过流和短路保护功能。当输出过流或短路发生时芯片关闭放电路径此时充电路径不受影响。当负载移除后放电路径重新打开边充边放功能恢复。EN使能控制与低功耗智能待机TP4592的同步升压输出具有EN使能控制功能。当EN脚的电压低于 0.3V时同步升压输出关闭芯片工作在低功耗待机状态芯片待机电流为 2.5uA。当EN脚电压高于 1.5V时同步升压开始工作OUT端为输出状态。此时如果 OUT端没有接入负载TP4592的工作电流可低至25uA。TP4592内部对EN脚没有上拉/下拉功能当 EN使能控制功能不用时需把EN脚接到BAT电压来让同步升压电路工作。TP4592的线性充电功能不受EN 脚的高低电平控制。LED2关闭/开启对应的输出电流在EN脚电压高于1.5V时同步升压工作OUT端为输出状态。当 OUT的输出电流减小到典型值5mA并经过16s 延时后LED2指示灯关闭。LED2指示灯关闭后OUT 的输出电流再增大到典型值7mA并经过16ms延时后LED2指示灯重新开启。电池低压保护启动时当BAT电压大于3.15V时,升压电路开始工作工作过程中如果电池电压低于 3.05V则LED2会以2HZ 频率快闪提醒电量较低当电池电压低于 2.85V则放电输出关闭TP4592进入低电流待机模式。智能温度控制TP4592内部集成了温度反馈环路充电或放电时如果芯片内部的温度升高到 115℃充电电流或放电电流会智能的随着芯片内部的温度升高而降低从而减小系统功耗以抑制温升保护芯片不被高温损坏如果芯片温度升高到 150℃时芯片停止工作等到芯片温度降低到130℃后再重新恢复工作。保护功能TP4592集成了过充保护、过放保护、温度保护、输出过压保护、输出过流保护和输出短路保护等多重保护功能以保证芯片和锂离子电池的安全。在应用上也可以额外增加一颗 DW01来对系统进行双重保护。TP4592的输出短路和过流保护具有自恢复功能。在保护发生后把输出移除芯片可自动恢复到正常工作状态。元件选择1、OUT输出电容选择质量较好的低ESR的贴片电容,否则会影响输出纹波。2、电感L1需采用功率电感且饱和电流满足应用要求否则因电感饱和可能会导致芯片工作不正常。PCB设计参考1、IC下面敷铜接GND地线铺开面积要尽量大其它不重要的线都可以绕开以满足地线需要。2、BAT电容既要靠近芯片BAT脚又要靠近电感BAT电容的地线尽量接在大面积地线上不要经过较小的地线再到芯片和大面积地。3、VDD电容靠近芯片VDD脚其地线尽量接在大面积地线上不要经过较小的地线再到芯片和大面积地。4、OUT输出电容尽量靠近芯片其地线尽量接在大面积地线上不要经过较小的地线再到芯片和大面积地。5、电感需靠近BAT电容电感和BAT电容以及芯片尽量在同一层不要过过孔电感到 SW的走线尽量短而粗。充放电指示LED1和LED2分别为充放电状态指示引脚不同状况时LED状态如下①接入VDD时LED2熄灭LED1点亮并根据电池电压指示充电状态。电池充满之前LED1以1Hz频率闪烁电池充满电后 LED1保持常亮。②放电时LED1熄灭LED2点亮并根据电池电压指示放电状态。电池电压大于3.05V时,LED2保持常亮。若电池电压低于 3.05VLED2会以2HZ的频率快闪提示电量低直到电池电压低于2.85VLED2熄灭停止放电进入低功耗低压保护模式需要重新充电至 3.15V以上才可以再次放电。LED1LED2工作状态表