一、芯片简介
SAVX930是一款可充电电池备份系统管理IC。它包括一个500mA线性稳压器和一个400mA线性充电器,可以支持1节或2节锂离子或者锂聚合物电池。低静态电流和低压差可最大限度地减少发热。调节器具有过载和短路保护功能。充电器在充电前和充电过程中都有充电状态指示和电池温度监测。
其主要特征包括:
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4.5V~36V的宽范围输入电压
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集成一个支持过载和短路保护的500mA线性稳压器
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集成了一个400mA线性充电器
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可以支持1节或2节锂离子或者锂聚合物电池
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支持4.05V、4.1V和4.2V单个电池电压
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±0.5%的充电电压精度
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可设置的恒定充电电流和终止电流
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100mA~400mA的精度±10%的恒定充电电流
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20mA~100mA的精度±20%的终止电流
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热调节和热关断
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QFN4*4-16封装
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满足AEC-Q100 Grade1
芯片典型的应用举例:
二、管脚定义
芯片封装如下图:
具体管脚的描述如下:
三、电气特性
1.绝对最大范围
各管脚的最大电压范围,热阻、结温、回流焊、存储温度范围等要求如下:
2.建议正常工作范围
3.电气特性
测试条件:VLDOIN=VLDOEN=12V,VLDOOUT=10V,VCHGIN=VCHGEN=10V,VBAT=7V,TA=-40℃~125℃,典型值的TA=25℃。
4.典型性能曲线
测试条件:VLDOIN=12V, VLDOOUT=10V, VCHGIN=10V, VBAT=7V, CLDOIN=2.2μF, CLDOOUT=4.7μF, CCHGIN=2.2μF, CBAT=20μF, TA= 25°C
电压跌落和输出电流值的关系:
线性调节,输入电压和输出电压在输出电流10mA时的关系:
跌落电压和温度的关系(估计是内阻变大了):
反馈电压和温度关系:
负载的瞬态响应曲线:
线性的瞬态响应曲线:
启动/关机时各电压曲线:
短路触发/恢复时瞬态曲线:
短路状态下输出电流的曲线:
充电在各个模式下的热插入时状态曲线:
CC模式下电池插拔时响应曲线:
电池过压保护和恢复曲线:
NTC超限值保护曲线:
四、详细描述
1.输出保护
芯片可以在500mA的输出电流状态下持续工作,如果输出对地短路,芯片将关机300ms,然后进行软启动,如果短路仍然存在,将重复本过程,直到短路消失。
2.充电描述
充电电源存在时,当CHGEN被拉高,在50ms后启动充电。当VCHGIN低于VBAT+$$\varDelta$$VSLEEP,则进入睡眠模式;否则芯片将依据VBAT的电压决定采用涓流模式、恒流模式或者恒压模式充电。当充电电流降低到ITERM,并且VBAT>VBAT_REG-$$\varDelta$$VRCH时,将中止充电。如果自动充电功能打开时,VBAT也低于VBAT_REG-$$\varDelta$$VRCH的时候,将自动启动电池充电。
3.电池组选择
芯片支持单节或2节电池充电,如果CELL管脚是低电平,则为单节电池;CELL是高电平则为2节电池;CELL管脚禁止悬空。
4.充电保护
VBAT>VBAT_OVP时,充电将会关闭,当VBAT降低到正常范围后充电恢复。
NTC管脚使用一个电阻分压来设置检测电压,当VNTC超出规定范围,充电随时可能被终止。
5.充电状态指示
STAT管脚是开漏输出,需要外置一个上拉电阻,主要功能是输出芯片的充电状态。一般是在CHGIN和STAT管脚间连接一个LED。
充电过程中,STAT管脚输出低电平,灯亮;
充电暂停,STAT管脚输出高电平,灯灭;
错误模式(例如NTC的过温、低温保护和电池过压保护等),STAT管脚输出1.3Hz的高低变换电平,LED灯闪烁;
6.热调节和热关机
热调节功能是指当结温达到120℃时,充电电流会降低来平衡结温。当然,如果结温持续升高达到165℃时,芯片将会关机,然后待结温降低到30℃,芯片会重新恢复正常。
五、应用信息
1.设置输出电压
通过分压电阻设置输出电压,如下图:
计算公式为:
2.输入电容
LDOIN和CHGIN管脚均应靠近放置一个2.2uF的陶瓷电容,当然如输入电源质量不好,应放置足够大的电容,来保证电压在最大的负载时的稳定。
3.输出电容
LDOOUT管脚需要一个4.7uF的陶瓷电容,如输出电压负载经常变化,为了改善瞬态响应,R1可以并联一个2.2nF的陶瓷电容。
充电输出管脚为了保持环路稳定不需要电容,但是在电池不在位的情况下,为保持输出电压稳定可以放置输出电容,此时由于有低漏电流的关系,会形成纹波,具体频率和输出电容的大小有关,例如20uF的输出电容,其纹波频率大概是10Hz,增大电容可降低纹波频率。
4.NTC电阻
通过NTC上电压触发低温保护和高温保护,令K=VNTC/VCHGIN,则KUT=VNTC_H/VCHGIN,KOT=VNTC_L/VCHGIN,其中KUT为低温阈值,KOT为高温阈值。
R3和R4的阻值计算公式为:
六、PCB布局
PCB布局会影响纹波抑制、瞬态响应、线性性能和热性能等,建议直接采用开发板的布局。如需改动,有如下建议:
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输入/输出陶瓷电容应尽量靠近LDOIN、CHGIN、LDOOUT和BAT管脚;
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反馈回路尽量短,分压电阻放置靠靠近芯片;
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LDOIN、CHGIN、LDOOUT、BAT和GND要连在大片铜皮上,利于散热;