智能大电流锂离子电池线性充电方案

智能大电流锂离子电池线性充电方案

作者：赵正超

IC设计工程师

北京思旺电子技术有限公司

摘要

现代电子产品日趋便携化、智能化，因此也对它们的供电电池提出了轻便、高效的要求。锂离子电池因其优异的性能正逐渐成为现代电子产品的标准电池，但锂离子电池相对其他电池而言更加脆弱，因此对电池充电电路也提出了更高的要求。本文介绍了一种基于SE9018的智能大电流锂离子电池充电方案，可以很好地满足现代电子设备中锂离子电池的充电要求。

关键词：9018；大电流；锂电池充电

Abstract

Modern electronic products become increasingly portable and intelligent, therefore lightweight and high-efficiency are requested to their power supply batteries. Li-ion batteries is becoming the standard battery of modern electronic products for their excellent performance, but the li-ion batteries are more fragilely to other batteries, so the battery charging circuit is also put forward higher requirements. This article describes a intelligent large-current li-ion battery charging circuit based on SE9018, this circuit are suitable for the requirements of li-ion battery charging.

Keywords：9018；Large Current；Li-ion Battery Charge

随着现代电子技术的发展，电子设备日益趋于便携化、多功能化，因此也对它们的供电电池提出了轻便、高效的要求。锂离子电池以其能量密度高、充放电性能优异、无污染等特点逐渐取代传统的镍镉、镍氢电池、铅酸电池被广泛应用于现代便携式电子产品中。但相对于其他类型电池，锂离子电池在性能优异的同时也对充电器提出了更高的要求，这些要求主要体现在充电过程的控制和锂电池保护方面，具体表现为较大的充电电流、高精度的充电电压、分阶段的充电模式和完善的保护电路等。针对上述要求，思旺电子推出了智能化的大电流锂离子电池充电芯片SE9018。SE9018采用底部带有散热片的PSOP8封装，外围元器件数目较少，可以适合USB电源和适配器电源工作，是现代便携式移动应用的理想选择。

图1 SE9018脚位图

功能简介

SE9018是一款恒流/恒压模式的锂离子电池线性充电芯片，采用内部PMOSFET架构，R2

并集成有防倒充电路，不需要外部隔离二极管。芯片预设充饱电压为4.2V，精度为±1.5%，

充电电流可通过外部电阻进行设置，最大持续充电电流可达1A。当芯片由于工作功率大、

环境温度高或PCB散热性能差等原因导致结温高于140℃时，内部热反馈电路会自动减小

TEMP端电压（V TEMP）实现的，V TEMP由一个包括电池内部NTC热敏电阻在内的电阻分压

网络提供。当V TEMP处于45%*VCC与80%*VCC之间时，芯片判断电池温度处于正常范围

内；当V TEMP < 45%*VCC或V TEMP > 80%*VCC时，芯片判断电池温度过高或过低；当TEMP

端接地时，电池温度监测功能被禁用。

SE9018包含两个漏极开路的状态指示输出端CHRG和STDBY，当电路处于充电状态时，CHRG端置低电平，STDBY端为高阻态；当电池充饱时，CHRG端变为高阻态，STDBY

端置低电平。当电池温度监测功能正常使用时，如果芯片未连接电池或电池温度超出正常范

围，CHRG端和STDBY端均为高阻态；当电池温度监测功能被禁用时，如果芯片未连接电

池，STDBY端为低电平，CHRG端输出脉冲信号。

SE9018的其他功能包括手动停机、欠压闭锁、自动再充电等。

实际应用分析

典型的基于SE9018的锂离子电池充电电路如图3所示。CE端为高电平时，SE9018正常工作。

图3 SE9018典型应用电路

充电电流的设置 恒流充电过程中的充电电流I bat 由PORG 端与GND 端之间的电阻Rprog 设定，Ibat 与Rprog 阻值的关系为：

)

(1200

)(Ω=

prog bat R A I

例如，如果想得到1A 的恒定充电电流，根据公式)

(1200)(1Ω=

prog R A 可得Rprog=1200（Ω）。 电池温度监测电路设置 电池温度监测电路的设置主要是对R1和R2进行设置，假设NTC 热敏电阻在最低工作温度时的电阻为RTL ，在最高工作温度时的电阻为RTH （RTL 与RTH 的数据可查相关电池手册或通过实验得到），则R1，R2的阻值分别为：

36

.0*)(35

.0**45.0*8.0*)()45.08.0(**1RTH RTL RTH RTL RTH RTL RTH RTL R -=--=

44

.0*09.0*35

.0**)45.0*8.08.0(*)45.0*8.045.0(*)45.08.0(**2RTH RTL RTH RTL RTH RTL RTH RTL R -=----=

在实际应用中，如果只需要高温保护，不需要低温保护，可以将R2去掉。此时，R1的阻值为：

RTH RTH R *22.145

.0)

45.01(*1=-=

手动停机设置 在充电过程中，可随时通过置CE 端为低电平或去掉Rprog （PROG 端浮置）将SE9018置于停机状态，此时电池漏电流降至2uA 以下，输入电流降至70uA 以下。 欠压闭锁状态 若输入电压VCC 低于欠压锁定阈值或VCC 与电池电压Vbat 之差小于120mV ，SE9018处于欠压闭锁状态。 当芯片处于停机状态或欠压闭锁状态时，CHRG 端与STDBY 端均为高阻态。 正常充电工作周期

当SE9018的各输入端与电池均处于正常状态时，充电电路进入正常充电周期，此周期包括四种基本工作模式：涓流充电、恒流充电、恒压充电、充电结束与再充电。

若电池电压Vbat 低于2.9V ，充电电路进入涓流充电模式，此时充电电流为恒流充电电