CS8501数据手册(CS8501).pdf

发布时间：2023-11-29 发布人：admin 分类：养殖资料大小：0.94M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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文本预览

1A移动电源充放电管理芯片描述 CS8501 为一款移动电源专用的单节锂离子电池充电器和恒定 5V 升压控制器，充电部分集高精度电压和充电电流调节器、预充、充电状态指示和充电截止等功能于一体，可以输出最大 1A 充电电流。而升压电路采用 CMOS 工艺制造的空载电流极低的 VFM 开关型 DC/DC 升压转换器。其具有极低的空载功耗（小于 10uA），且升压输出驱动电流能力能达到 1A。无需外部按键，可以即插即用。充电部分为线性降压方式，内置 PMOSFET，加上防倒灌电路，所以不需要外部检测电阻器和隔离二极管。热反馈可对充电电流进行自动调节，以便在大功率操作或高环境温度条件下对芯片温度加以限制，充满电压固定于 4.2V。充电电流可通过一个电阻器进行外部设置。当电池达到 4.2V 之后，充电电流逐渐下降至设定电流值 1/5，CS8501 将自动终止充电。升压部分同样内置了功率 NMOSFET，较小的内阻可以提供驱动能力达到 5V/1A。较高的集成度使得 CS8501 只需少量的外围器件即可正常工作。CS8501 还集成了充电温度保护，升压输入电源限流环路，可根据负载情况动态调节电流，并具有快速响应和过流关断功能。升压转换器采用变频的方式，因此较国内外同类产品具有极低的空载功耗、纹波、更强的驱动能力，以及更高的效率。特点 ★典型值高达 1000mA 的可编程充电电流，最大可达到 1.2A； ★高达 1A 的升压输出电流（Vbat=3.3V），最高输出 1.5A(Vbat=3.8v)； ★自动频率调整（VFM）,适应不同升压负载（5V空载待机电流小于10uA）,无需按键启动低电池电压（小于2.7V）自动停止升压； ·用于单节锂离子电池移动电源专用电路； ·升压高效率：88%(Typ)，最大 92%； ·恒定电流/恒定电压操作，并具有可在无过热危险的情况下实现充电速率最大化的热调节功能； ·精度达到±1%的 4.2V 预设充电电压； ·精度达到±2.5%的 5V 预设升压精度，5V 电压可绝对最大额定值 ·输入电源电压（VCC）：-0.3V～12V ·PROG：-0.3V～VCC+0.3V ·BAT：0V～7V ·LX：-2V～10V ·VOUT：-0.3V～10V · CHRG ：-0.3V～10V ·BAT 短路持续时间：连续 ·BAT 引脚电流：1200mA ·升压最大输出电流 1.8A/5V ·最大结温：145℃ ·工作环境温度范围：-40℃～85℃ ·贮存温度范围：-65℃～125℃ ·引脚温度（焊接时间 10 秒）：260℃ 完整的充电循环（1000mAh 电池）通过外接电阻微调； ·最高输入可达 10V； ·2 个充电状态指示:开漏输出驱动 LED； ·C/5 充电终止电流； ·2.9V以下涓流充C/5； ·充电软启动减少浪涌电流； ·无需 MOSFET、检测电阻器或隔离二极管； · 8 引脚 ESOP 散热加强型封装。应用 ·移动电源 ·便携设备第 1 页，共 9 页

典型应用图 1 单节锂离子电池充电 1A 和升压 5V 输出 1A 控制器图 2 单节锂离子电池充电 1A 和充电时 5V 输出控制器第 2 页，共 9 页

图 3 单节锂离子电池充电 1A 和微调升压 5.25V 输出控制器图 4 单节锂离子电池充电 1A 且充电时 5V 输出控制器第 3 页，共 9 页

封装/订购信息订单型号 CS8501-ESOP8 器件标记 CS8501 实物图片 8 引脚 ESOP 封装 (底部带有散热片散热片建议接地) 电特性凡表注●表示该指标适合整个工作温度范围，否则仅指 TA=25℃，VCC=5V 除非特别注明。最小值典型值最大值 10 4.0 500 100 100 100 5 150 60 60 60 0 符号 VCC ICC 参数输入电源电压输入电源电流条件充电模式，RPROG=10K 待机模式（充电终止）停机模式（RPROG 未连接， VCC

CHRGV CHRG 引脚输出低电压 STDBYV ΔVRECHRG 再充电电池门限电压引脚输出低电平 I I =5mA CHRG =5mA STDBY VFLOAT-VRECHRG TLIM 充电 RON tss tTERM VOUT VBatLOW VBatHigh FOSC η升压限定温度模式中的结温充电 MOS 管“导通”电阻（在 VCC 与 BAT 之间）软启动时间终止比较器滤波时间升压输出 5V 电池欠压保护电池欠压保护解锁振荡频率升压效率 η升压升压效率 Dty 最大占空比 IBAT=0 至 IBAT=700V/RPROG IBAT 降至 ICHG/5 以下负载电阻 RL=1k Vbat 从 3.6V 下降 Vbat 从 2.7V 上升 VBAT=3.8V IOUT=500mA VBAT=3.8V IOUT=1000mA 100 0.8 4.875 ● 2.5 ● 2.8 300 0.3 0.3 150 120 450 20 1.8 5 2.7 3 400 90 88 75 120 4 0.6 0.6 200 4 5.125 2.9 3.2 500 1 4.5 V V mV ℃ mΩ us ms V V V KHZ ％％％ mΩ uA A 升压 RON 升压 NMOS 管内阻 ILxleak 升压 NMOS 管漏电流 VLX=0.4V VLX=6V Ilmt_nmos 升压开关管限流引脚功能 VOUT（引脚 1）：输出电压检测引脚。连接升压 5V 输出端。 CHRG （引脚 2）：充电中漏极开路输出的充电状态指示端。当充电器向电池充电时， CHRG 管脚被内部开关拉到低电平，表示充电正在进行；否则 CHRG 管脚处于高阻态。 PROG（引脚 3）：充电电流设定、充电电流监控和停机引脚。在该引脚与地之间连接一个精度为 1%的电阻器 RPROG 可以设定充电电流。当在恒定电流模式下进行充电时，引脚的电压被维持在 1V。 PROG 引脚还可用来关断充电器。将设定电阻器与地断接，内部一个 2.5μA 电流将 PROG 引脚拉至高电平。当该引脚的电压达到 2.7V 的停机门限电压时，充电器进入停机模式，充电停止且输入电源电流降至 60 μA。重新将 RPROG 与地相连将使充电器恢复正常操作状态。 STDBY （引脚 4）：电池充电完成指示端。当电池充电完成时 STDBY 被内部开关拉到低电平，表示充电完成。除此之外，STDBY 管脚将处于高阻态。 VCC（引脚 5）：充电器输入电源电压。充电输入电源引脚。典型值 5V，并应通过至少一个 10μF 电容器进行旁路。当 VCC 降至 BAT 引脚电压的 30mV 以内，CS8501 充电部分进入停机模式，升压从而使 IBAT 降至 10μA 以下。 BAT（引脚6 ）：充电电流输出。该引脚向电池提供充电电流并将最终浮充电压调节至 4.2V。该引脚的一个精准内部电阻分压器设定浮充电压，在停机模式中，该内部电阻分压器断开,升压模式下内部工作电源。 GND（引脚7 ）：地 LX(引脚 8):升压电路内部功率管输出端。第 5 页，共 9 页

方框图工作原理 CS8501是一款采用恒定电流/恒定电压对单节锂离子电池充电和升压放电控制器。它能够提供 1000mA 的充电电流（借助一个热设计良好的PCB布局）。升压电路内置了 NMOS功率管，外部仅需一个电感和肖特基二极管及少量电容即可完成5V升压输出。当 VOUT 端接入负载时，CS8501可提供一个 5V 的稳压源，驱动能力达 1A。充电循环当 Vcc 引脚电压升至 UVLO 门限电平以上且在 PROG 引脚与地之间连接了一个设定电阻器并当一个电池与充电器输出端相连时，一个充电循环开始。如果 BAT 引脚电平低于 2.9V，则充电器进入涓流预充电模式。在该模式中，CS8501提供一个恒流电流 1/5 的设定充电电流，以便将电流电压提升至一个安全的电平，从而实现满电流充电。当 BAT 引脚电压升至 2.9V 以上时，充电器进入恒定电流模式，此时向电池提供恒定的充电电流。当BAT 引脚电压达到最终浮充电压（4.2V）时，CS8501进入恒定电压模式，且充电电流开始减小。当充电电流降至设定值的 1/5，充电循环结束。充电电流的设定充电电流是采用一个连接在 PROG 引脚与地之间的电阻器来设定的。设定电阻器和充电电流采用下列近似公式来计算根据需要的充电电流来确定电阻器阻值，公式： R PROG  700 I BAT 客户应用中，RPROG 与充电电流的关系确定可参考下表： RPROG （Ω） 10k 5k 1.2k 0.75k 0.68k IBAT 80mA 160mA 580mA 900 mA 1000mA 第 6 页，共 9 页

充电终止当充电电流在达到最终浮充电压之后指示输出端接到地。指示灯状态可以参照下表：充电状态红灯 CHRG 绿灯 STDBY 正在充电状态电池充满状态无电池状态升压工作时亮灭闪烁灭灭亮亮灭降至设定值的 1/5时，充电循环被终止。该充电欠压闭锁条件是通过采用一个内部滤波比较器对 PROG引脚进行监控来检测的。当 PROG引脚电压降至 200mV 以下的时间超过 tTERM (一般为 1.8ms)时，充电被终止。充电电流被锁断，CS8501进入待机模式，此时输入电源电流降至 60μA。（注：C/5 终止在涓流充电和热限制模式中失效）。充电时，BAT 引脚上的瞬变负载会使 PROG引脚电压在 DC 充电电流降至设定值的 1/5之间短暂地降至 200mV 以下。终止比较器上的 1.8ms 滤波时间（ TERM ）确保这种性质的瞬变负载不会导致充电循环过早终 t 止。一旦平均充电电流降至设定值的 1/5 以一个内部欠压闭锁电路对输入电压进行监控，并在 Vcc 升至欠压闭锁门限以上之前使充电器保持在停机模式。UVLO 电路将使充电器保持在停机模式。如果 UVLO 比较器发生跳变，则在 Vcc 升至比电池电压高 50mV 之前充电器将不会退出停机模式。在充电闭锁情况下，如锂电池电压高于 3V 则升压电路自动启动。自动再启动一旦充电循环被终止，CS8501 立即采用一个具有 1.8ms 滤波时间（t RECHARGE ）的比较器来对 BAT 引脚上的电压进行连续监下，CS8501即终止充电循环并停止通过 BAT 控。当电池电压降至 4.1V（大致对应于电池引脚提供任何电流。在这种状态下，BAT 引容量的 80％至 90％）以下时，充电循环重脚上的所有负载都必须由电池来供电。新开始。这确保了电池被维持在（或接近）在待机模式中，CS8501 对 BAT 引脚电压进行连续监控。如果该引脚电压降到 4.1V 的再充电电门限(VRECHRG )以下，则另一个充电循环开始并再次向电池供应电流。当在待机模式中进行充电循环的手动再启动时，必须取消然后再施加输入电压，或者必须关断充电器并使用 PROG 引脚进行再启动。充电状态指示器（ CHRG STDBY ） CS8501有两个漏极开路状态指示输出端，CHRG 和STDBY 。当充电器处于充电状态时， CHRG 被拉到低电平，在其它状态， CHRG 处于高阻态。当电池没有接到充电器时， CHRG 输出脉冲信号表示没有安装电池。当电池连接端BAT管脚的外接电容为10uF时 CHRG 闪烁周期约0.5-2秒。当不用状态指示功能时，将不用的状态一个满充电状态，并免除了进行周期性充电循环启动的需要。在再充电循环过程中， CHRG 引脚输出重新进入一个强下拉状态，STDBY 引脚输出重新进入一个高阻状态。充电电流软启动 CS8501包括一个用于在充电循环开始时最大限度地减小涌入电流的软启动电路。当一个充电循环被启动时，充电电流将在 20mS左右的时间里从0上升至满幅全标度值。在启动过程中，这能够起到最大限度地减小电源上的瞬变电流负载的作用。升压放电电路升压电路利用电感对能量的存储，并通过其与输入端电源共同的泄放作用，从而获得高于输入电压的输出电压。如下图所示：第 7 页，共 9 页

升压电路在没有充电电源接入且锂电池电压在 3V-4.2V时，升压电路自动启动，持续输出 5V 恒压源。另当 BAT 电压在 3V-4.2V时，且输入电源 Vcc小于 3.8V，或 Vcc

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