PMB183 8 位 OTP 型单片机充电器
PMB183 内置一个硬件充电器。此充电器为完全恒流/恒压线性充电,可用于单节锂离子电池充电管理。由
于内部 MOSFET 结构,不需要外部感测电阻器,也不需要阻断二极管,最大充电电流可达 500mA。充电器充
电功能为供電即自動工作,不需 MCU 程序做启始设置即可以以出厂默认状态对电池做充电管理。
使用者可透过 CHG_CTRL[7:5]这三个 Bits 做充电电流的设置或是调整。共有 8 组充电电流可设置,最大
500mA,最小 50mA。
MCU 程序可读取寄存器 CHG_TEMP[6]来判断充电器工作状态。读取寄存器 CHG_TEMP[4]可用于判断充
电 Vcc 电压是否大于 Vbat。读取寄存器 CHG_TEMP[3]可判别充电 Vcc 电压是否过低至使充电器自动关闭。
当 CHG_TEMP[4:3] = 0b00 时可判读为充电接口已接入,且充电电压正常。
充电器也集成一个充电过温保护电路,充电过温保护有 100°C 度及 140°C 两种选项。可由 CHG_TEMP[2:1]
的写入做充电过温保护控制,CHG_TEMP[2:1]的读取可判断充电过温是否触发。
PMB183 充电器的充电电压及电流已于出厂时做精准度校正,校正值会写入在系统参数保护区内。当 MCU
开机成功且在执行 .Adjust_IC 的宏指令时会将充电器的电压 / 电流出厂校正值回填写入 CHG_TRIM /
CHG_CUR 两组寄存器内,此时对充电器的充电电压及电流做量测方为出厂校准值。MCU OTP 为空白无程序
或是开机失败时对充电器所量测到的充电电压及电流皆是未校正的状态。CHG_TRIM / CHG_CUR 两组寄存器
不建议用户自行改写。使用 .Adjust_IC Disable 或是写汇编代码时可与 FAE 联络讨论。用户若想微调充电器的
充电电压及电流可以使用 ReLoad_VbatBGTRIM 及 ReLoad_ChargerCURTRIM 这两个宏指令。
PMB183 对于电池电压 Vbat 的侦测方式有 2 种方法。方法一是使用内置比较器的 Bandgap 1.20V 与 VintR
分压做比较量测。由此可以计算出 Vbat 电池的电压。使用方式可参考比较器章节说明。方法二是使用 ADC,
由 Vbat 当 ADC 参考电压,ADC 信道选择信道 F 的内部基准电压源,由此反推计算出 Vbat 电池的电压。使用
方法可参考 ADC 章节说明。
充电器充电电压固定在 4.2V,充电电流可通过寄存器 CHG_CTRL[7:5]设置。当达到最终浮动电压后,充
电电流会自动降至寄存器 CHG_CTRL[7:5]所設定编程值的 1/10 时,充电器自动停止当次的充电循环。
卸下输入电源(墙壁插座或 USB 电源)后,PMB183 充电器 IP 自动进入低电流状态,使电池漏电流降至
低于 2uA。
充电器在设计上也俱备其他功能如 欠压锁定、自动充电和涓流充电模式。
热限值
充电器具备热反馈调节充电电流以限制在高功率操作或高环境温度。当 PMB183 IC 内部温度上升超过约
90°C 的预设值,内部热反馈回路将减少编程的充电电流。此功能可保护 PMB183 不受过高温度的影响,并允
许用户在不损坏 PMB183 的情况下推动给定电路板的功率处理能力极限。充电电流可根据典型(非最坏情况)
环境温度进行设置,确保充电器在最坏情况下自动降低电流。
功耗
PMB183 通过热反馈降低充电电流的条件可以参考 IC 中功耗来近似。几乎所有的功耗都是由内部 MOSFET
产生的,这大约为:
PD = (VCC – VBAT) • IVBAT
其中 PD 是功耗,VVCC 是输入电源电压,VVBAT 是电池电压,IVBAT 是充电电流。热反馈开始保护 IC 的环
境温度约为:
TA = 120°C – PDθJA
TA = 120°C – (VVCC – VVBAT) • IVBAT • θJA
示例:PMB183 由 5V USB 供电,通过编程向放电锂离子电池提供 400mA 满标度电流,电压为 3.75V。假
设 θJA 为 150°C/W(参见 PCB 布局注意事项),PMB183 开始降低充电电流的环境温度约为:
TA = 90°C – (5V – 3.75V) • (400mA) • 150°C/W
TA = 90°C – 0.5W • 150°C/W = 90°C – 75°C
TA = 15°C
PMB183 可在环境温度高于 15°C 时使用,但充电电流将从 400mA 降低。给定环境温度下的近似电流约为:
使用环境温度为 60°C 的前一个示例,充电电流将减少至约为:
注意,应用 PMB183 时不要在最热条件下进行设计,因为当结温达到约 90°C 时,IC 将自动降低功耗