USB-Compatible Lithium-Ion Battery Charger with Thermal Regulation

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蹄喻
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1 如韵电子 CONSONANCE 低功耗四通道电压监测集成电路 CN1185 概述 : CN1185 是一款低功耗四通道电压监测芯片, 其消耗的电流只有 7.3 微安, 非常适合监测电池电压芯片内部包含四个电压比较器, 每个比较器的正输入端接到芯片内部的电压基准源, 可以用来监测 4 个不同的电压源或者对同一个电压源进行分级监测用户可以通过逻辑输入端口选择比较器的翻转阈值和比较器迟滞比较器迟滞的存在消除了由于被监测电源的噪声或者干扰而带来的比较器输出不稳定的问题由于用户可以设置比较器翻转阈值和迟滞, 使得 CN1185 非常适合对电池电量进行粗略监测的应用为了便于同系统中工作于不同电压的芯片配合应用,CN1185 采用漏极开路输出为了保证在上电瞬间系统正常工作,CN1185 内部设计有 7.5 毫秒 ( 最小值 ) 的启动时间, 在启动时间内, 比较器输出高阻态 CN1185 采用 16 管脚 TSSOP 封装. 应用 : 电池供电的系统手机和无绳电话便携式装置和设备微控制器系统监测和报警应用特点 : 工作电源电压范围 :2.7V 到 6V 低工作电流 :7.3 微安 ( 工作电压 4V) 电源电压低至 1.2V 时输出有效四通道电压比较器漏极开路输出启动时间 :15 毫秒 ( 典型值 ) 输出端可以驱动 LED 或与微处理器连接比较器翻转阈值精度 :2.5% 比较器的迟滞可以通过两个逻辑端口设置输出闪烁控制功能比较器翻转阈值控制功能工作的环境温度范围 :-40 到管脚的 TSSOP 封装无铅管脚排列图 : IN VDD OUT1 IN NC BLINK OUT CN1185 GND IN HYS2 OUT3 IN4 OUT HYS1 NC CHRG REV 1.1 1

2 如韵电子 CONSONANCE 典型应用电路 : 被监测电源 (2.7V 到 6V) R1 VDD LED IN1 OUT1 R2 LED IN2 OUT2 R3 CN1185 LED IN3 OUT3 R4 LED IN4 OUT4 R5 CHRG HYS1 HYS2 BLINK GND 图 1 典型应用电路注 :CN1185 的比较器输出端也可以通过电阻直接上拉到 VDD 端订购信息 : 型号封装形式包装形式工作温度范围 CN1185 TSSOP16 盘装, 每盘 3000 只 -40 到 REV 1.1 2

3 功能框图 : VDD IN1 - + OUT1 IN2 - + OUT2 IN3 - + OUT3 IN4 - + OUT4 电压基准源 HYS1 HYS2 CHRG BLINK 逻辑接口单元启动与闪烁控制 GND 图 2 功能框图 REV 1.1 3

4 管脚描述 : 序号名称功能描述 1 IN1 第一路比较器的负输入端可以直接接到被监测的电压或者通过外部电阻分压网络设置被监测电压的翻转阈值 2 OUT1 第一路比较器的输出端漏极开路输出端当 IN1 输入电压上升并且大于比较器上行翻转阈值时, 芯片内部从 OUT1 接到 GND 的 NMOSFET 导通, OUT1 输出低电平 ; 当 IN1 输入电压下降并且小于比较器下行翻转阈值时, 芯片内部从 OUT1 接到 GND 的 NMOSFET 关断,OUT1 输出高阻态 3 IN2 第二路比较器的负输入端可以直接接到被监测的电压或者通过外部电阻分压网络设置被监测电压的翻转阈值 4 OUT2 第二路比较器的输出端漏极开路输出端当 IN2 输入电压上升并且大于比较器上行翻转阈值时, 芯片内部从 OUT2 接到 GND 的 NMOSFET 导通, OUT2 输出低电平 ; 当 IN2 输入电压下降并且小于比较器下行翻转阈值时, 芯片内部从 OUT2 接到 GND 的 NMOSFET 关断,OUT2 输出高阻态 5 IN3 第三路比较器的负输入端可以直接接到被监测的电压或者通过外部电阻分压网络设置被监测电压的翻转阈值 6 OUT3 第三路比较器的输出端漏极开路输出端当 IN3 输入电压上升并且大于比较器上行翻转阈值时, 芯片内部从 OUT3 接到 GND 的 NMOSFET 导通, OUT3 输出低电平 ; 当 IN3 输入电压下降并且小于比较器下行翻转阈值时, 芯片内部从 OUT3 接到 GND 的 NMOSFET 关断,OUT3 输出高阻态 7 IN4 第四路比较器的负输入端可以直接接到被监测的电压或者通过外部电阻分压网络设置被监测电压的翻转阈值 8 OUT4 第四路比较器的输出端漏极开路输出端当 IN4 输入电压上升并且大于比较器上行翻转阈值时, 芯片内部从 OUT4 接到 GND 的 NMOSFET 导通, OUT4 输出低电平 ; 当 IN4 输入电压下降并且小于比较器下行翻转阈值时, 芯片内部从 OUT4 接到 GND 的 NMOSFET 关断,OUT4 输出高阻态 9 CHRG 比较器翻转阈值控制输入端当此管脚为高电平时, 比较器翻转阈值典型值为 1.22V( 比较器输入电压下降 ); 当此管脚为低电平时, 比较器翻转阈值典型值为 1.256V( 比较器输入电压下降 ) 10 NC 没有连接 11 HYS1 12 HYS2 比较器迟滞 (Hysteresis) 设置输入端逻辑输入端,HYS1 和 HYS2 一起设置比较器迟滞 (Hysteresis) 13 GND 电源负输入端 14 BLINK 输出闪烁控制输入端逻辑输入端, 当比较器输出端输出低电平时, 如果比较器翻转阈值控制输入端 CHRG 为低电平, 并且 BLINK 管脚为高电平, 则比较器输出端每隔约 500 毫秒转换一次状态, 高电平和低电平的持续时间相同 15 NC 没有连接 16 VDD 电源正输入端极限参数 VDD 管脚电压..-0.3V to 6.5V 最大结温输入管脚电压.-0.3V to VDD+0.3V 工作温度范围 to 85 REV 1.1 4

5 输出管脚电压 -0.3V to 6.5V 存储温度 to 150 管芯到管壳热阻.200 /W 焊接温度超出以上所列的极限参数可能造成器件的永久损坏以上给出的仅仅是极限范围, 在这样的极限条件下工作, 器件的技术指标将得不到保证, 长期在这种条件下还会影响器件的可靠性电气参数 : (VDD=3.7V, T A =25, 除非另有说明 ) 参数符号测试条件最小典型最大单位输入电压 VDD 伏特工作电流 I VDD VDD=3.7V 7.3 微安启动时间毫秒闪烁频率比较器比较器下行翻转阈值 V TRIP CHRG 为低电平,BLINK 为高电 2 赫兹平 CHRG 为高电平, 比较器输入端电压下降伏特 CHRG 为低电平, 比较器输入端电压下降负输入端偏置电流 I bias IN1,IN2,IN3,IN 纳安比较器延时 t PD 12 微秒输出端 (OUT1,OUT2,OUT3,OUT4) 输出端下拉电流 I PULL INx>1.3V,OUTx=0.3V 10 毫安输出端漏电流 I LKG INx<1.18V 1 微安逻辑输入端 (CHRG,BLINK,HYS1,HYS2) 输入低电平 V INL 逻辑输入端电压下降 0.6 伏特输入高电平 V CEH 逻辑输入端电压上升 0.7 VDD 伏特输入电流 I INL 逻辑输入端接地, VDD=6V -1 I INH 逻辑输入端接 VDD, VDD=6V +1 微安详细描述 : CN1185 是一款低功耗四通道电压监测电路, 芯片内部集成有启动电路, 电压基准源, 四个电压比较器, 比较器迟滞设置单元和输出闪烁控制单元 CN1185 的工作电流只有 7.3 微安 ( 典型值 ), 非常适合电池供电的应用比较器迟滞可以通过两个逻辑输入端 HYS1 和 HYS2 编程控制, 使得用户可以根据具体的应用而设置不同的迟滞, 有效的抑制了噪声干扰和由于负载的突变而导致的错误输出另外,CN1185 还有比较器阈值控制输入端 CHRG, 适于电池电压的监测应用当电池处于充电状态, 如果将 CHRG 置为低电平, 比较器下行翻转阈值将被提高 3%, 可以抵消电池内阻或者连线电阻导致的电池连接端电压的上升, 这样比较器的输出结果更能真实的反应电池的实际电压由于用户可以设置比较器翻转阈值和迟滞, 使得 CN1185 非常适合对电池电量进行粗略监测的应用当 CN1185 上电瞬间, 芯片内部的启动电路工作, 为了避免在上电瞬间输入电压不稳定对比较结果的影响, 启动电路保证在上电后的 7.5 毫秒 ( 最小值 ) 启动时间内, 不管比较器的输入电压是大于或者小于比较器的翻转阈值,CN1185 的输出端均为高阻态当启动时间过后,CN1185 根据比较器输入端的实际电压输出比较结果 REV 1.1 5

6 应用信息 : 比较器下行翻转阈值的设置 CN1185 的比较器下行翻转阈值是指当比较器的负输入端电压下降, 比较器输出端由低变高阻态时对应的负输入端电压比较器下行翻转阈值可以通过翻转阈值控制输入端 CHRG 来设置, 如下表所示 : CHRG 电平下行翻转阈值最小典型最大说明低电平 1.22V 1.256V 1.29V 比较器的负输入端电压下降高电平 1.189V 1.22V 1.251V 比较器的负输入端电压下降比较器下行翻转阈值的设置主要应用于电池电压的监测当电池充电时, 由于电池内阻和连线电阻的存在, 可能使得检测点的电压比电池的实际电压高, 在这种情况下, 为了更真实的反映电池的实际电压, 可以将 CHRG 管脚设置成低电平, 使得比较器下行翻转阈值从 1.22V 上升到 1.256V( 即下行翻转阈值增加了 3%), 从而在某种程度上实现了对电池内阻和连线电阻的补偿当然需要说明的是, 由于用户电池的内阻和连线电阻是千变万化的,CN1185 通过调整比较器下行翻转阈值并不能精确地补偿每个用户的具体情形比较器下行翻转阈值的设置对四个比较器同时生效 CN1185 比较器下行翻转阈值的设置可以同上海如韵电子有限公司的充电芯片配合使用, 这些充电芯片都有充电状态指示管脚, 用一个上拉电阻将充电芯片的管脚上拉到电源端, 则在充电状态, 管脚为低电平, 否则为高电平如果将充电芯片的管脚同 CN1185 的 CHRG 管脚连接到一起, 就可以实现在充电状态比较器下行翻转阈值自动控制比较器输出闪烁的控制当 CN1185 的某个比较器同时满足下面三个条件时, 其输出端将以 2 赫兹的频率闪烁 ( 占空比 50%): 条件 1: CN1185 的翻转阈值控制输入端 CHRG 管脚为低电平条件 2.. CN1185 的闪烁控制输入端 BLINK 为高电平条件 3..该比较器输出低电平比较器输出闪烁控制的功能主要是为监测电池电压的应用而设计的一般应用于电池充电时, 用户希望指示灯除了能指示电池的电压外, 还能连续闪烁以指示充电正在进行比较器迟滞 (Hysteresis) 的设置比较器上行翻转阈值是指当比较器的负输入端电压上升, 比较器输出端由高阻态变低时对应的负输入端电压为了增强比较器的噪声抑制能力, 要求上行翻转阈值高于下行翻转阈值上行翻转阈值和下行翻转阈值之差就是比较器迟滞 CN1185 的比较器迟滞可以通过 HYS1 和 HYS2 两个管脚来设置, 如下表所示 : HYS2 HYS1 比较器迟滞 (Hysteresis) 比较器上行翻转阈值 0 0 比较器下行翻转阈值 1% 比较器下行翻转阈值 (1+1%) 0 1 比较器下行翻转阈值 3% 比较器下行翻转阈值 (1+3%) 1 0 比较器下行翻转阈值 6% 比较器下行翻转阈值 (1+6%) 1 1 比较器下行翻转阈值 10% 比较器下行翻转阈值 (1+10%) 比较器迟滞用来防止被监测电源或者电池的电压瞬间变化而导致的比较器输出结果紊乱的情况在电子系统中, 由于被监测电源或电池的内阻和连线电阻的原因, 当负载突然变化时, 电压检测端的电压也可能发生突然变化, 从而导致比较器输出端也随着变化, 因为在此瞬间, 被监测的电源或者电池的实际电压并没有变化, 所以在应用中, 应该根据负载和被监测电源或电池的内阻以及连线电阻等因素来设置比较器迟滞, 以避免这种现象的发生一般情况下, 被监测电源或电池的内阻和连线电阻越大, 负载越重, 那么所设置的比较器迟滞就越大 ; 反之亦然 REV 1.1 6

7 比较器迟滞的设置对四个比较器同时生效下表对 CN1185 比较器下行翻转阈值和上行翻转阈值做一总结 : CHRG HYS2 HYS1 比较器下行翻转阈值 ( 典型值 ) 比较器上行翻转阈值 ( 典型值 ) V 1.22 (1+1%) V 1.22 (1+3%) V 1.22 (1+6%) V 1.22 (1+10%) V (1+1%) V (1+3%) V (1+6%) V (1+10%) 电阻分压网络的设计在图 1 所示的电路中, 电阻 R1,R2,R3,R4 和 R5 构成电阻分压网络, 被监测电源的电压经分压后与芯片内部基准电压进行比较在设计电阻分压网络的电阻值时, 首先需要确定用户能允许 R1,R2,R3, R4 和 R5 消耗的电流, 根据这个电流可以确定 R1+R2+R3+R4+R5 的值, 然后根据客户所需要的电压检测点, 就可以分别确定每个电阻的值假设需要监测一个电压, 当此电压下降时, 四个依次递增的电压检测点分别为 Vth1,Vth2,Vth3 和 Vth4, 其中 Vth4 的电压值最高,Vth1 的电压值最低, 则设计步骤如下 : (1) 确定 R1+R2+R3+R4+R5 的值主要根据被监测电压所允许消耗的电流来确定 R1+R2+R3+R4+R5 的值, 其值越小, 则被监测电压消耗的电流越大, 电阻分压的结果越不受电磁干扰的影响 (2) 计算电阻 R5 的值 R5=(vref/Vth4) (R1+R2+R3+R4+R5) (3) 计算电阻 R4 的值 R4=(vref/Vth3) (R1+R2+R3+R4+R5)-R5 (4) 计算电阻 R3 的值 R3=(vref/Vth2) (R1+R2+R3+R4+R5)-R5-R4 (5) 计算电阻 R2 的值 R2=(vref/Vth1) (R1+R2+R3+R4+R5)-R5-R4-R3 (6) 计算电阻 R1 的值 R1=(R1+R2+R3+R4+R5)-R5-R4-R3-R2 上面的公式中,vref 取值如下表所示 : CHRG HYS2 HYS1 被监测电压下降时 vref( 典型值 ) 被监测电压上升时 vref( 典型值 ) V 1.22 (1+1%) V 1.22 (1+3%) V 1.22 (1+6%) V 1.22 (1+10%) V (1+1%) V (1+3%) V (1+6%) V (1+10%) REV 1.1 7

8 监测大于 6V 的电压如果被监测的电压大于 6V, 则可以将被监测的电压接到电阻分压网络的高端, 但要注意任何情况下经过电阻分压网络分压以后接到 CN1185 比较器输入端的电压不能高过 6V CN1185 需要用 2.7V 到 6V 之间的电源供电, 这个电源可以用系统中已经有的 2.7V 到 6V 之间的电源, 或者被监测电压经过降压以后的电源关于滤波电容一般情况下,CN1185 不需要电源滤波电容但是如果 CN1185 工作于噪声或电磁干扰比较强烈的环境中, 或者被监测的电源本身就叠加有杂波, 则在 VDD 和 GND 之间加一个 0.1uF 的电容可以有效滤除干扰如果被监测的电源电压有比较强烈的瞬态变化, 则滤波电容值应该更大一些从比较器的负输入端到地之间加一个 1nF 的电容也可以有效地提高 CN1185 的噪声抑制能力 REV 1.1 8

9 封装信息本文中所描述的电路仅供参考, 上海如韵电子有限公司对使用本文中所描述的电路不承担任何责任上海如韵电子有限公司保留对器件的设计或者器件的技术规格书随时做出修改而不特别通知的权利 REV 1.1 9

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Microsoft Word - DSC-CN5711.doc 高亮度发光二极管 (LED) 驱动集成电路概述 : 是一款电流调制集成电路, 恒定输出电流可达 1.5A, 可以用来驱动包括白色发光二极管在内的各类发光二极管的 LED 端电流通过一个外部的电阻设置, 电流范围为 30mA 到 1.5A 芯片内部集成有功率晶体管, 大大减少了外部元器件的数目其它功能包括芯片温度调制, 芯片使能输入端等具有外围元器件少, 使用方便, 可实现多种模式调光, 效率高等优点,