在如今這個(gè)快節(jié)奏的數(shù)字化時(shí)代,便攜電子設(shè)備已然成為我們生活、工作、娛樂不可或缺的伙伴。手機(jī)時(shí)刻保持暢通,以備隨時(shí)接聽重要電話;平板電腦讓我們可以在旅途或閑暇時(shí)光暢享影音、高效辦公;藍(lán)牙耳機(jī)讓我們擺脫線纜束縛,隨時(shí)沉浸于音樂世界。然而,這一切精彩體驗(yàn)的背后,都離不開一個(gè)穩(wěn)定且高效的電源供應(yīng) 。而今天要給大家介紹的SM5201、SM5200這兩款鋰電池充電管理芯片,正是這些便攜設(shè)備當(dāng)之無愧的 “能量引擎”。

一、相同點(diǎn)

（一）化繁為簡(jiǎn)的電路設(shè)計(jì)

SM5201和SM5200都有個(gè)厲害的"內(nèi)部小構(gòu)造"內(nèi)部PMOSFET架構(gòu),還自帶防倒充電路。這就好比給充電器請(qǐng)了個(gè) “貼心小管家”,外部那些檢測(cè)電阻器和隔離二極管都可以 "下崗" 啦。這樣一來,成本降下去了,設(shè)備的電路板空間也省出來了,簡(jiǎn)直一舉兩得！

（二）隨心所欲調(diào)電流

這兩款芯片在充電電流設(shè)置上特別 “聽話”。它們都能提供高達(dá)500mA的充電電流,而且可以根據(jù)咱們的需求來調(diào)整。方法也很簡(jiǎn)單,在PROG引腳和地之間接上不同阻值的電阻器,利用公式就能算出合適的充電電流。

雖然在大電流充電時(shí),芯片會(huì)因?yàn)榘l(fā)熱導(dǎo)致實(shí)際電流和理論值有點(diǎn)小偏差,但這難不倒咱,稍微調(diào)整一下PROG電阻,就能達(dá)到最佳充電效果。

（三）高效充電有妙招

1.三段式充電法：

當(dāng)Vcc引腳電壓達(dá)到一定值,并且連接好PROG引腳電阻或者接上電池,充電就開始啦！要是BAT引腳的電平低于2.9V,充電器就會(huì)進(jìn)入涓流充電模式,就像給電池 “溫柔按摩”,以較小的電流給電池充電,把電壓慢慢提升到安全值。等BAT引腳電壓超過2.9V,就進(jìn)入恒定電流模式,這時(shí)候就像給電池 "開足馬力",提供穩(wěn)定的充電電流。當(dāng)電壓達(dá)到4.2V這個(gè)最終浮充電壓時(shí),進(jìn)入恒定電壓模式,充電流逐漸減小,穩(wěn)穩(wěn)地給電池充滿電。

2.智能充電終止：

當(dāng)充電電流降到設(shè)定值的1/10或者20mA時(shí),充電就自動(dòng)停止啦。這是怎么做到的呢？原來芯片內(nèi)部有個(gè) “小監(jiān)控”-濾波比較器,它時(shí)刻盯著PROG引腳。要是PROG引腳電壓降到100mV以下,或者IBAT小于20mA的時(shí)間超過1.8ms,充電就會(huì)立馬終止,然后芯片進(jìn)入待機(jī)模式,這時(shí)候耗電就變得特別少。不過要注意哦,在涓流充電和熱限制模式下,這個(gè)終止條件可就不管用啦。

（四）多重保護(hù)超安心

1.防過熱保護(hù)：

芯片內(nèi)部有個(gè)熱反饋環(huán)路,就像給芯片裝了個(gè)“小空調(diào)”。當(dāng)芯片溫度快要達(dá)到135℃這個(gè)預(yù)設(shè)值時(shí),它就會(huì)自動(dòng)降低充電電流,防止芯片過熱,就算在高功率操作或者溫度高的環(huán)境下,也能保證安全。

2.欠壓閉鎖保護(hù)：還有個(gè)內(nèi)部欠壓閉鎖電路,它就像個(gè)電壓小衛(wèi)士,時(shí)刻監(jiān)控輸入電壓。要是Vcc電壓沒達(dá)到欠壓閉鎖門限,充電器就會(huì)乖乖待在停機(jī)模式。而且,就算Vcc電壓有變化,在它沒比電池電壓高100mV之前,充電功能不會(huì)啟動(dòng),從而保護(hù)電池和芯片。

二、不同點(diǎn)

（一）狀態(tài)指示大不同

1.SM5201：只有一個(gè)CHRG引腳來指示充電狀態(tài)。當(dāng)它處于下拉狀態(tài)(大約10mA電流)時(shí),說明正在充電;要是處于高阻抗?fàn)顟B(tài),那就表示可能是欠壓閉鎖模式。

2.SM5200：就更"貼心"啦,有CHRG和STDBY兩個(gè)引腳。充電時(shí),CHRG引腳被拉到低電平,其他時(shí)候是高阻態(tài)。要是沒接電池,CHRG引腳還會(huì)發(fā)出脈沖信號(hào)提醒你。當(dāng)電池充滿電,STDBY引腳就會(huì)變成高電平,讓你一眼就知道充電完成啦。要是電池連接端BAT管腳外接10uF電容,CHRG引腳會(huì)一閃一閃的,大概1-4秒閃一次。

（二）封裝形式各有千秋

1.SM5201：采用SOT23-5封裝;

2.SM5200：用的是SOT23-6封裝。

三、應(yīng)用設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）典型應(yīng)用電路設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)應(yīng)用電路時(shí),兩款鋰電池充電管理芯片的思路是一樣的。工程師們要根據(jù)芯片的引腳功能,把各個(gè)引腳接好,再搭配合適的外部元件。比如,在PROG引腳和地之間接上合適的電阻器,就能確定充電電流。還可以根據(jù)實(shí)際情況,在輸出端接個(gè)電容器,這樣能減少紋波電壓,讓充電更穩(wěn)定。

（二）功耗分析與熱管理

這兩款芯片的功率損耗，主要來自內(nèi)部MOSFET,可以用公式：PD=(VCC-VBAT)*IBAT來估算。當(dāng)熱反饋啟動(dòng)保護(hù)芯片時(shí),環(huán)境溫度可以用公式：TA=135℃-PD*θJA來估算,這里的θJA是封裝熱阻。在實(shí)際設(shè)計(jì)中,做好熱管理很關(guān)鍵,合理的PCB布局和散熱設(shè)計(jì),能保證充電器性能穩(wěn)定,使用壽命更長(zhǎng)。

四、產(chǎn)品典型應(yīng)用電路圖