单芯片USB锂离子/聚合物锂电池充电器解决方法

目前市场上相当多的超薄便携式应用采用单节锂离子/聚合物电池，它们要求一个全功能的、可靠的电池充电器，它能够供应很好的功能、非常小的体积、非常好的性价比、以及灵活性。AAT3681A可满足以上所有要求，而且只要一个外部元件。

AAT3681A的封装尺寸非常小，只有2.02.1mm，这使得它非常适合便携式和超便携式应用。这一器件是即插即用型充电器设计师能够得到的最理想器件，它可以帮助设计师节省设计和pCB布板时间，也有助于将产品快速推向市场。

AnalogicTech可供应专为便携式和手持式电池供电应用设计的大量电源转换解决方法。一个成功设计的最重要特点之一是，器件与目标应用之间的匹配是非常完美的。

就AAT3681A来说，现代便携式应用的功能正在以一个令人瞠目结舌的速度扩展，所有类型的新功能正被添加进去以满足市场的要求。因此，供应这一器件的目的是把单节锂离子电池充电器所需的所有功能全部集成在一起，以及最大程度地减小电路设计师的设计工作量。现在他们可以把精力更多地集中在充电器设计的重要目标上，而不是电池充电器设计的非常深入的细节上。

AAT3681ABatteryManager是一个高度集成的单节锂离子/聚合物电池充电器IC，设计用于从一个DC电源或USB口进行充电，输入电压可高达7.5V。它只要一个外部元件就能实现全部的功能。AAT3681A可精确地为4.2V(或4.375V)锂离子/聚合物电池组调节电池充电电压和电流。

当从AC适配器或USB口充电时，高达300mA的电池充电电流可通过一个外部电阻进行设置。电池充电状态被不间断地监测，一旦错误情况(如过压、短路或过热)发生，该器件将自动关断，从而保护充电设备、控制系统和处于充电状态的电池。AAT3681A供应一个状态监测输出脚，它通过直接驱动一个外部LED来指示电池充电状态。

AAT3681A采用节省空间的8脚无铅耐热SC70JW封装，占板面积只有2.02.1mm，工作温度范围为-40℃到+85℃。

最近公布的AAT3681A是一个单节电池充电器，它适合很多的应用，包括：1)蓝牙耳机；2)DECT耳机；3)数码相机；4)Mp3便携式音乐播放机、pMp；5)腕表；6)其它锂离子/聚合物电池供电设备。

尽管该器件的设计目的是为了让充电器的设计变得非常快速、简单和容易，但它集成了很多特性来帮助优化电池充电性能和pCB布板面积。下面是这些特性和功能的一部分：1)USB或AC适配器系统电池充电器；2)15mA到300mA的可编程充电电流；3)4.0V到7.5V的输入电压范围；4)与内部充电器件的高度集成；5)反向阻塞二极管；6)自动电流感应；7)自动再充定序；8)充满电自动关断/睡眠模式/充电终结；9)关机电流小于1uA；10)电池预充、过压和紧急过热保护状态下的自动涓流充电；11)上电复位和软启动；12)LED状态引脚；13)8脚2.02.1mmSC70JW封装。

模块描述

单节锂离子/聚合物电池正在变成便携式和超便携式应用的重要选择。针对这一终端市场而开发的AAT3681A是一个高性能的电池充电器，设计用于从一个外部电源以高达300mA的电流对单节锂离子/聚合物电池进行充电。这一充电电流可使用一个外部电阻在15mA到300mA的很宽范围内进行定制。这就允许适配器/USB口在不同的应用中执行快速充电。它是一个独立的充电解决方法，只要一个外部元件就可以实现全部功能。这一器件可精确地为4.2V锂离子/聚合物电池组调节电池充电电压和电流

该器件的额定工作温度范围为-40℃到+85℃。在某一给定的恒流充电水平下，当工作环境温度超出了该器件封装的功耗能力时，其充电控制将进入热限制状态。

该器件供应一个状态监测输出引脚，它可直接驱动一个外部LED来指示电池充电状态。器件结温和充电状态被充分监测，以防错误状况发生。

AAT3681A实现了一个完整的保护系统。在过压或过温错误状态发生时，该器件将自动关断，以保护充电设备、控制系统和充电状态下的电池。

充电操作

AAT3681A具有针对整个电池充电周期的四种基本充电模式：预充/涓流充电、恒流/快速充电、恒压充电和充电终结。

电池预充

在充电开始前，为了确保一个安全的充电环境，AAT3681A会检查几个条件。输入电源必须超过最小工作电压或欠压锁定阈值，才能启动充电顺序。当这些条件都已得到满足且电池连接到BAT引脚，AAT3681A就检查电池的状态。假如电池电压低于预充电压阈值，充电控制电路就开始对电池进行预充。电池预充涓流充电电流是快速充电恒流的十分之一。

例如，假如可编程快速充电电流是300mA，那么预充电流就是30mA。电池单元预充是针对深度放电电池单元的一种安全预防措施，它也有助于限特种通晶体管上的功耗，因为此时该器件上的电压差是最大的。恒流充电电池单元预充一直持续到BAT引脚上的电压超出预充电压阈值。到达此点后，该器件开始恒流充电阶段。恒流充电幅值由用户通过设置电阻进行编程。AAT3681A一直保持恒流充电模式，一直到电池到达电压调节点。

恒压充电

在恒流快速充电阶段，当电池电压到达输出充电调节阈值时，系统就进入恒压充电模式。调节电压水平在出厂时设置为4.2V(±0.5%)。恒压模式下的充电电流掉下来，因为充电中的电池单元快到达其最大容量。

充电周期终结和再充电顺序

在恒压模式下，当充电电流掉到快速充电电流的10%时，该器件就终止充电，并进入睡眠状态。充电器将保持睡眠状态，直到电池电压降到电池再充电压阈值以下。

由于在睡眠状态下消耗非常低的电流，因此AAT3681A在不充电时可将电池泄露降到最低。这一特性对这样一些应用来说特别有用，其输入电源水平可能低于充电电池水平或欠压锁定水平。在这些情况下，当AAT3681A输入电压下降时，该器件将进入睡眠状态，一旦输入电源从错误状态下恢复过来，它再自动恢复充电。

散热考虑

AAT3681A采用SC70JW-8封装，它能够散发高达687mW的功率，当它被正确地安装在pCB板上时，并具有最大160℃/W的热阻。在设计pCB和安排该充电器IC与某一特定应用设计中的其它散热器件的位置时，有许多因素应当加以考虑。