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【立创开源】两节锂电池8.4V充电电路(USB-5V充电)

时间:2023-04-10 22:34:20

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【立创开源】两节锂电池8.4V充电电路(USB-5V充电)

CS5090E是一款5V输入,最大1.5A充电电流,支持双节锂电池串联应用,锂离子电池的升压充电管理lC,CS5090E集成功率Mos ,采用异步开关架构,使其在应用时仅需极少的外围器件,可有效减少整体方案尺寸,降低BOM成本。CS5090E的升压开关充电转换器的工作频率为500KHz,转换效率为90%。CS5090E输入电压为5V,内置自适应环路,可智能调节充电电流,防止拉挂适配器输出可匹配所有适配器。CS5090E提供了纤小的ESOP8L封装类型供客户选择,其额定的工作温度范围为-40℃至85°C。

特性:

USB 5V输入异步开关升压充电。工作电压3.5~18V,内部集成高压晶体管最大1.5A充电电流,充电电流外部电阻可调。NTC功能。升压充电效率90%。自动电量平衡功能,可为串联电池分别充电自动调节输入电流,匹配所有适配器。支持LED充电状态指示。内置功率MOS。500KHz开关频率,可支持2.2uH电感。输出过压,短路保护。输入欠压,过压保护。IC过温保护。ESD 4KV

一、内容介绍

充电过程

CS5090E采用完整的CC/CV充电模式。

1.当双节锂电池电压小于2V,系统以1/20 lcc对电池充电。

2.当双节锂电池电压大于2V而小于5.6V,系统以1/10 Icc对电池充电。

3.当双节锂电池电压大于5.6V,系统进入恒流充电模式。

4.当电池电压接近8.4V时,系统进入恒压模式。进入恒压模式后,如果充电电流小于100mA,系统会停止充电。

5.当电池充满后,如果电池电压又跌落至8.2V以下,系统会重新开启给电池充电。

保护功能

CS5090E具有完善的电池充电保护功能。

1.当芯片出现输入端过压,输出端过压和过温状态,升压充电功能会立即关闭。

2.当电池电压低于VsHORT,输出欠压保护功能开启,主功率管首先关闭,Block管会进入线性模式,并以1/20 lcc的充电电流给电池充电。

3.当电池电压高于VsHORT,输出短路保护功能关闭。

自适应输入电流限制功能

CS5090E内置特殊的环路可以自动调节充电电流的大小从而保护输入直流电源进入过驱动状态。因为大的充电电流会导致输入电源电压的下降,随着电源电压的下降,内部自适应环路运放的输入端也随之下降。当降低到内部基准值时,内置的自适应环路就会自动调节系统占空比从而减小充电电流的大小以减小输入电源的驱动压力,从而使输出电压被固定在4.5V。

充电LED指示

1.充电过程常亮,充完后灭掉。

2.当出现输入过压,输出端欠压和过压,NTC端口检测到电池温度异常,输出短路,充电时间超时或芯片过温情况时,以1.6Hz的频率闪烁。

NTC电阻设定

CS5090E在电池充电时支持NTC保护功能,通过NTC引脚检测电池温度的高低,其具体应用如下图所示。当检测温度超过设定的窗口值时,系统会停止充电。如果不需要NTC功能,需要将该引脚接大于1.84V的高电平。其工作方式为从NTC引脚输出恒定20uA电流,NTC上外接电阻到GND,通过该电流在电阻上产生的压降来判断电池的温度范围,其内部温度过低判断点为1.44V,温度过高判断点为0.38v。以下取值可供参考:RNTC=100K热敏电阻(B=4000 ) ,R3=82K ,对应的温度和NTC端的电压如下所示∶

ICHG端电阻的计算:

ICHG端电阻的值反映充电电流的大小,根据不同的应用场合可以方便的通过调节ICHG端电阻Rcs的阻值来确定充电电流的大小,具体电路如下图所示∶

恒流充电阶段充电电流的大小lcc和Rcs的关系通过以下公式确定∶

二、绘制的原理图以及元器件清单:

原理图:

元器件清单(BOM):

3D模型 :

三、实物演示:

3.1 输入电压实测5V:

3.2 电池电压比较低时-较大电流充电:

3.3 电池电压大于6V时-恒流充电:

3.4 电池电压满电时-保护:

更多详细参数:

CS5090E规格书/s/KpH5nV3gj65

立创开源链接:

两节锂电池8.4V串联充电电路 - 立创EDA开源硬件平台/rnmmmp/liang-jie-li-dian-chi-chong-dian-dian-lu

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