電池知識

鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源

Microchip MCP73871

2021-06-09 ryder

MicrochipMCp73871鋰離子電池充電管理控制方案

Microchip公司的MCp73871是具有系統負載均衡功能的分立式鋰離子/鋰聚合物電池充電管理控制器，能夠在輸入端和電池間自主選擇電源：單節鋰電池或輸入電源(ac-dc墻式適配器或USB端口)。MCp73871器件采用恒流/恒壓(CC/CV)充電算法，充電終止點可選。廣泛用在GpS/導航儀，pDA和智能電話，便攜式媒體播放器和Mp3播放器，數碼相機，藍牙耳機和便攜式醫療設備等。本文解析了MCp73871的主要特性，功能框圖，典型使用以及MCp73871評估板特性，電路圖以及所用材料清單(BOM)。

MCp73871：具有系統負載均衡功能的分立式鋰離子/鋰聚合物電池充電管理控制器

MCp73871器件為實現系統負載均衡和采用ac-dc墻式適配器或USB端口電源對鋰離子/鋰聚合物電池充電提供了完全集成的線性處理方案。它能夠在輸入端和電池間自主選擇電源。該器件不僅體積小而且需要的外部元件數少，因而非常適合于便攜式使用。

MCp73871器件可以自動選擇提供給系統負載的電源，單節鋰電池或輸入電源(ac-dc墻式適配器或USB端口)。MCp73871器件完全滿足USB規范規定的電流消耗限制。在采用ac-dc墻式適配器給系統供電時，外部電阻會將充電電流的最大幅值設置為1A，能夠支持系統負載和電池充電電流之和小于等于1.8A的場合。MCp73871器件采用恒流/恒壓(CC/CV)充電算法，充電終止點可選。

有以下4種可供選擇的固定恒壓選項：4.10V、4.20V、4.35V或4.40V以滿足新興的電池充電要求。在大功率或高環境溫度條件下，MCp73871器件還會依據管芯溫度來限制充電電流。這種依據溫度進行調節的功能縮短了充電時間，同時也保證了器件的可靠性。

MCp73871器件帶有電池電量低指示、電源電壓正常指示和兩個充電狀態指示，其輸出可與LED連接或是與主控單片機通信。MCp73871器件在環境溫度在-40°C至+85°C的范圍內的各項指標完全正常。

MCp73871特性

集成系統負載均衡和電池充電管理功能

為系統供電和給鋰電池充電同時進行

電壓與電流比例控制(VoltageproporTIonalCurrentControl，VpCC)確保系統負載的優先級高于鋰電池充電電流

通過理想二極管的通斷實現低損耗的電源通路管理

完整的線性充電管理控制器

集成了傳輸晶體管

集成了電流測試

集成了反向放電保護

可選的輸入電源：USB端口或AC-DC墻式適配器

預設的高精度充電電壓：

4.10V、4.20V、4.35V或4.40V

±0.5%穩壓容差

可進行熱調節的恒流/恒壓(ConstantCurrent/ConstantVoltage，CC/CV)操作

總輸入電流的最大值控制在1.8A

可編程快速充電電流(采用電阻控制)范圍：50mA至1A

電阻可編程充電終止設定點

可選的USB輸入電流控制

絕對最大值：100mA(低)/500mA(高)

自動再充電

自動充電結束控制

帶使能/禁止控制的安全定時器

給深度耗盡的電池進行0。1C預充電

電池溫度監視器

欠壓鎖定(UndervoltageLockout，UVLO)

電池電量低指示(LBO)

電源電壓正常指示(pG)

充電狀態和故障條件指示

溫度范圍：-40°C至85°C

封裝：20引腳QFN(4mm×4mm)

MCp73871使用：

GpS/導航儀

pDA和智能電話

便攜式媒體播放器和Mp3播放器

數碼相機

藍牙耳機

便攜式醫療設備

座式充電器/擴展底座

玩具

圖1.MCp73871功能框圖

MCp73871評估板

在便攜式電子設計中，空間和復雜度是要考慮的兩個關鍵因素。高度集成的MCp73871器件蘊含了開發新型鋰離子/鋰聚合物電池供電產品所需的眾多元件，跨過了設計屏障，滿足了便攜式電子設計的要求。

MCp73871器件僅需要極少的外部元件就能分別向系統負載供電以及給單節鋰電池充電。當未施加輸入電源或其電量不夠時，鋰電池就會變為主電源或充當輔助電源來提供所需的系統負載電流。開發MCp73871評估板的目的是幫助產品設計人員采用頗受歡迎的Microchip帶系統負載均衡功能的分立式鋰電池充電管理控制器來簡化產品的設計，縮短產品的設計時間。

MCp73871評估板演示了Microchip的MCp73871“帶系統負載均衡功能的分立式線性鋰離子/鋰聚合物電池充電管理控制器”的功能。

MCp73871評估板被設計為向系統負載和預設充電電壓為4.2V(MCp73871還有4.1V、4.35V和4.4V穩壓選項)的單節鋰電池提供至少為1.5A的總電流。

MCp73871評估板具有兩個撥動開關(dipswitch)用來選擇輸入電流的極限值。第一個撥動開關(SW2)用于在Ac-Dc適配器和USB端口(AC/USB)之間選擇輸入電源。第二個撥動開關(SW1)用于在500mA高電流USB端口或100mA低電流USB端口(高/低)之間進行選擇。當用SW2選擇了USB作為電源時，輸入電流的極限值由USB規范規定。

當用SW2選擇交流適配器時，快速充電電流的最大值由電阻(RpROG1)設定為1A，充電終止電流由電阻(RpROG3)設定為100mA。

MCp73871評估板提供了三個狀態LED，兩個作為充電狀態輸出，一個作為電源電壓正常指示燈。

MCp73871評估板套件蘊含：

MCp73871評估板，102-00183

模擬和接口產品演示板光盤(DS21912)

MCp73871EvaluaTIonBoardUsersGuide(DS51755)

MCp73871數據手冊“Stand-AloneLinearLi-Ion/Li-polyBatteryChargeand

SystemLoadSharingManagementController”(DS22090)

MCp73871評估板演示了采用Microchip的分立式線性鋰電池充電器實現系統電源通路和負載均衡管理控制的處理方案。當斷開輸入電源時，鋰電池也能給系統負載供電。MCp73871提供的大量器件選項，使其可在各種使用中使用。欲知道更多的器件選項，請參見MCp73871數據手冊(DS22090A_CN)和/或聯系當地的Microchip技術支持。

可作為參考設計的典型使用有智能電話、pDA、便攜式媒體播放器、Mp3播放器、數碼相機、手持式醫療設備、藍牙耳機、超移動pC和便攜式發報機。

MCp73871評估板具有以下功能：

集成了系統負載均衡功能

可用撥動開關控制輸入電流的極限值，對于Ac-Dc適配器，典型值為1650mA，對于USB高電流輸入，最大值為500mA，對于USB低電流輸入，最大值為100mA

三個LED用于指示充電狀態、電池電量低和電源電壓正常信號

預設的鋰電池充電電壓：4.2V±0.5%

默認情況下溫度監視被禁止，但可被使能為采用NTC熱敏電阻實現溫度監視

廠家預設的為深度耗盡的電池進行0.1C的預充電

廠家預設的帶定時器使能功能的超時周期為6小時的安全定時器

恒流/恒壓(CC/CV)充電算法

由電阻設定的最大充電電流：1A

由電阻設定的充電終止設定點：100mA