AAT3680内部架构
AAT3680是一个高集成、智能化的片上系统(SOC),由图1 可以看到它由读取使能微控制器、2倍涓流充电控制器
、电流环误差放大器、电压环误差放大器、电压比较器、温度感测比较器、环路选择和多工驱动器、充电状态逻辑控制器、状态发生器、多工器、LED信号发生器、MOSFET、基准电压、电源开机复位、欠电压锁定、过流/短路保护等十多个不同功能的IC整合在一个晶元上。
AAT3680主要特性
● 4.5~15V输入电压范围
● 低的静态工作电流,典型值为0.5mA
● 可编程充电电流
● 自动程控充电
● 电池温度监测
● 过温保护快速充电选择
● 电池过放电涓流调整
● 电池充满自动转换至关机/休眠模式
● 过压、过流、过温保护
● 上电复位
● LED充电状态输出或系统微控制器串行接口
● -20~+70℃温度范围
● 8脚 MSOP、TSSOP或SOP封装
表1 AAT3680引脚功能
SOP、TSSOP封装 |
MSOP封装 |
符号 |
功能 |
1 |
2 |
CSI |
监控电源输入 |
2 |
8 |
BAT |
电池电压输入 |
3 |
1 |
VP |
电源输入 |
4 |
2 |
TS |
电池温度监测输入 |
5 |
3 |
STAT |
电池充电状况输出。从STAT到VP串联一个LED和2.2kΩ电阻可监视电池充电状况 |
6 |
4 |
VSS |
共模地 |
7 |
5 |
DRV |
电源充电控制输出 |
8 |
6 |
TX2 |
2倍电池涓流充电控制输出。连接TX2到VSS,双倍电池涓流充电电流,断开则是常规涓流充电电流,断开则是常规涓流充电 |
AAT3680充电器工作流程
电源接通上电复位,检测供电是否欠电压,如供电电压不足(<4.0V),欠电压锁定,即进入关机模式;如供电电压正常,则对电池包进行温度测试,温度过高,温度故障,则返回上一程式,输出报警;如电池包温度正常,自动作充电模式予先调整测试,VMIN>VBAT,采用低电流充电模式;当VBAT>VMIN,进行电流状态测试,VMAX>VBAT,采用恒流充电模式;VMAX<VBAT,进行电压状态测试,当IMIN<IBAT,进入恒压充电模式;当IBAT=IMAX 时,电池充满自动关机;当VBAT<VRCH进入再充电模式调整测试。无论是低电流充电调整,还是恒流、恒压充电模式都连续对电池包监测温度。整个工作流程如图2所示。
AAT3680涓流充电
当锂电池的初始电压很低时或锂电池在充电过程中升温太快时,自动改用微小电流的涓流充电模式,既可保护锂电池又可有效降低充电中的锂电池温度。涓流电流是正常可调节充电电流的10%。 AAT3680特有的2倍涓流充电功能可以在安全模式下缩短涓流充电时间。连接TX2脚到VSS,即可获得一个是常规涓流充电电流2倍的快速涓流充电功能。利用MCU可以设计编制涓流、2倍涓流、恒流、恒压充电程控。
AAT3680充电过程
AAT3680的锂电池充电曲线如图3所示,充电开始时如电池电压过低,则先采用涓流充电,当锂电池具有一定电流、电压,即进入恒流充电模式,锂电池的电压逐渐升高,当锂电池电压升高到4.0V (VCH=4.1V)或4.1V(VCH=4.2V)时转入恒压充电模式,充电电流逐渐减少,当电压、电流都已达到预置目标值时,充电过程结束。
AAT3680充电状态输出
AAT3680经由STAT功能脚提供一个电池充电状态输出,其特点是一个开放的串行数据输出,可以输出显示五种不同状态功能。将STAT脚通过一个 LED和VP连接,AAT3680每次输出一组有四个周期长的信息,可以表达电池充电的某一状态。通常情况下,每一个输出周期长1秒,因而一组状态信息需要4秒的时间通过一个LED去显示。可以用LED亮暗来显示休眠/充满、温度故障、充电调整、恒流模式、恒压模式五种不同的状况(见表2)。
将STAT脚连接系统的微处理器,可用微处理器读取这些信息,由于是计算机来读取而非人工识别,每个周期的输出速度将提高到40μs,这样一组状态信息能在160μs中读取。
AAT3680应用实例
AAT3680的实际应用十分方便而简单,周边器件很少。典型应用如图4。
感测电阻RSENSE是在充电状态下,利用充电电流流经时产生的压降监控充电电流,由此获得充电电流的反馈,可用下式计算:
RSENSE =VSENSE / IREG
IREG 为预期的充电流。
RSENSE 的监控电流直接输入AAT3680的监控电流输入端(CSI)。
表2 显示五种不同的充电状况
充电状况 |
输出状态 |
LED显示 |
休眠/充满 | off/off/off/off |
●●●● |
温度故障 | on/on/off/off |
○○●● |
充电调整 | on/on/on/on |
○○○○ |
恒流模式 | on/on/on/off |
○○○● |
恒压模式 | on/off/off/off |
○●●● |
(全文结束) |