CS0301锂电池充电管理芯片.doc

CS0301
锂离子 / 锂聚合物/镍氢/蓄电池充电管理IC
电池充电管理芯片

CS0301锂电池充电管理芯片
特性
l 适合单节，多节锂电池，多节镍氢，蓄电池充电控制
l 具有涓流、恒流、恒压三种充电方式
l 采用PWM脉冲宽度调制方式充电
l 具有短路、过温、过压保护功能
l 支持双槽式充电器
l 内置振荡发生电路
l 内置高精度采样电路
l 双路LED输出指示
l 涓流、恒流、饱和电流、恒压、过温值可由外部灵活调节
应用
单节，多节锂电池，多节镍氢，蓄电池的充电器
概述
CS00301是一款高精度智能型电池充电管理芯片，具有功能全、价格低、集成度高，外部电路简单，调节方便，可靠性好等特点。

该芯片采用PWM脉宽调制方式充电，有涓流、恒流、恒压三种充电模式，内置高精度采样电路，电压判断精度高，充电饱和度高，具有多种故障保护功能，逆向漏电流小，与不同的外电路配合，可完全满足锂离子或锂聚合物电池的充电要求。
该芯片是通过检测电池电压状态来决定充电状态的。当电池电压低于预充电电压时，芯片自动进行预充电；当电池电压高于预充电电压而低于恒压充电电流时，芯片开始对电池进行恒流充电，充电电流外部可调；当电池电压上升到恒压充电电压以上的时候，芯片自动进入恒压充电；当充电电流小于充饱电流时，充电结束。当电池充电端口短路时，芯片减小充电电流，进行短路保护；在充电过程中，芯片通过电池内部的热敏电阻，对充电温度进行控制，当电池温度高于设定的温度时，停止充电；当电压恢复到温度内，继续进行充电。

GREEN
VP
ISOV
VDD
STDV
STDC
STDT

PULSE
RED
ADJUST
GND
VN
STDCO
XT

1
2
3
4
5
6
7
14
13
12
11
10
9
8
DIP14 SOP14
管脚排列

极限参数
电源电压Vdd ------ 3.0V ～ 7.0V
输入口电压 ------ -0.5V ～ Vdd+0.5V
结 温 ------ 150℃
工 作 温 度 ------ -40 ～ +85℃
保 存 温 度 ------ -65 ～ +150℃
注：超出所列的极限参数可能导致器件的永久性损坏。以上给出的仅仅是极限范围，在这样的极限条件下工作，器件的技术指标将得不到保证，长期在这种条件下还会影响器件的可靠性。
电学参数
参 数
符号
限 定 值
单位
最小值
典型值
最大值
电源电压
Vdd
4.3
5
5.5
V
PULSE端电流
Ipulse
-
10
-
mA
PULSE端耐压
Vpulse
-
-
9.5
V
PULSE端频率
Fpulse
-
9.4
-
kHz
LED端闪烁频率
Fled
0.75
1
1.25
S
LED端占空比
Dled
-
50
-
％
LED端电流
Iled
-
5
-
mA

功能框图
VP
ISOV
STDV
STDC
STDT
XT
STDCO
VN
PULSE

ADJUST
RED
GREEN
振荡器

时钟发生
电路

控制信号

PWM
脉宽调制

状态
检测
LED输出
显示

采样
保持
电路

典型应用电路（单节锂电池充电管理电路）

典型应用电路工作参数
参 数
符号
限 定 值
单位
最小值
典型值
最大值
外部输入电压
Vin
5.0
5.2
6.2
V
涓流转恒流电压
Vmin
2.0
2.5
3.0
V
涓流充电电流
Ipre
20
-
100
mA
恒流充电电流
Irpd
550
600
650
mA
恒压充电电压
Viso
4.16
4.20
4.24
V
充饱关断电流
Ico
20
40
60
mA
充电饱和度
Rsat
90
-
-
％
逆向漏电流
Ileak
-
-
0.2
mA

管脚功能描述
管脚名
序号
I/O
功 能 说 明
PULSE
1
O
充电PWM脉冲输出端
RED
2
O
红色LED指示输出端
ADJUST
3
O
充电辅助调节端
GND
4

地
VN
5
I
充电电流采样端
STDCO
6
I
充饱关断电流的参考基准输入端
XT
7
I
温度输入端，接热敏电阻
STDT
8
I
温度的参考基准输入端
STDC
9
I
恒流充电电流的参考基准输入端
STDV
10
I
恒压充电电压的参考基准输入端
VDD
11
I
电源
ISOV
12
I
恒压充电电压的输入端
VP
13
IO
电池测控端
GREEN
14
O
绿色LED指示输出端
PULSE (PIN1): PWM充电脉冲输出端，开漏输出。根据其他采样端口的信号输出不同占空比的方波，控制充电晶体管的开关时间；PWM调节精度为256级，低电平充电，高电平停止充电。

注：应注意电路恒流充电时的PULSE管脚脉冲信号的占空比不小于16：240
PULSE
240
16

RED (PIN2): 红色LED指示输出端。上电时和GREEN端同时输出高电平，显示橙色一秒；无电池时输出低电平；充电时输出高电平；涓流充电时输出0.5Hz的方波；短路及过温时输出一秒钟的方波。

ADJUST (PIN3): 充电辅助调节端。微调ISOV端口电压，辅助采样端口进行电池状态和过压判断。

GND (PIN4): 电源地。

VN (PIN5): 充电电流采样端。通过R15将通过电池的电流转换为电压值，再经过滤波后连接到VN端。通过电池的电流：

STDCO (PIN6): 充饱关断电流的参考基准输入端。电池插入后，充电电流通过R15采样电阻转换为电压值。当VN端采样电压值小于STDCO端时，芯片停止充电，PULSE端关闭，RED端输出低电平，GREEN端输出高电平，指示充饱。饱和电流值可调整R4到R7

四个分压电阻和R15来设定：

注：STDCO端电压不应低于20mV，否则将影响采样精度。

XT (PIN7): 温度检测端。检测电池内置的热敏电阻NTC，当电池温度升高并使得XT端电压低于STDT端时，PULSE端输出很窄的固定脉宽，减小充电电流，进行过温保护，防止由于温度过高对电池造成的危害和危险。
过温保护温度的设定可调整R4到R7四个分压电阻及R13和NTC的参数来控制。

STDT (PIN8): 温度的参考基准输入端。参见XT (PIN7)说明。

STDC (PIN9): 恒流充电电流的参考基准输入端。电池插入后，充电电流通过R15采样电阻转换为电压值。当VN端采样电压值小于STDC端时，芯片增加PWM波形的低电平时间，加大充电电流；当VN端电压值大于STDC端时，减少PWM低电平时间，减小充电电流。恒流充电时PWM信号不断调节占空比，使充电电流恒定。恒流值可调整R4到R7四个分压电阻和R15来设定：

STDV (PIN10): 恒压充电电压的参考基准输入端。当ISOV端电压随着电池电压上升到略大于STDV端电压值时，芯片调节PWM脉宽，减小充电电流，使电池电压保持恒定。恒压值可调整R8和R9来进行设定：

注：可焊接或断开R10和R11进行微调，使恒压值精度高于1％。VDD (PIN11): 电源

ISOV (PIN12): 电池电压采样端。通过R8和R9分压检测电池电压，参见“STDV (PIN10)”说明。

VP (PIN13): 电池测控端。检测电池电压状态，结合ISOV端的信号判断电池状态：短路、欠压或过压。

GREEN (PIN14): 绿色LED指示输出端。上电时和RED端同时输出高电平，显示橙色一秒；电池充饱及过压时输出高电平，指示电池充饱；其余时间输出低电平。

4． 恒流充电
电池插入后，若ISOV端检测到电池电压小于Vcv，同时VP管脚电压大于Vperchg，则进行恒流充电；PULSE输出占空比动态调节的方波，RED管脚输出高电平（红灯亮），指示正常充电。

5．恒压充电
电池插入后，若ISOV端检测到电池电压接近饱和电压时，进行恒压充电，PULSE调整脉宽，逐渐减小充电电流，RED管脚仍输出高电平（红灯亮），指示正常充电。

6．充电饱和
电池插入后，若ISOV端检测到电池电压等于饱和电压Vcv，且VN管脚电压小于STDCO管脚电压时（即充电电流小于转灯电流），停止充电，PULSE输出高阻，GREEN管脚输出高电平（绿灯亮），指示充饱。

7． 短路保护
当VP端电压一直小于Vprechg时，PULSE输出占空比为16：240的方波，减小电流，进行短路保护，RED管脚输出频率为1Hz的方波（红灯闪烁），指示故障。

8．过压保护
当电池插入，ISOV端电压始终大于Vcv时，芯片认为电池过压，停止充电，GREEN管脚输出高电平。

9．过温保护
当XT端电压小于STDT管脚电压时，PULSE输出占空比为16：240的方波，减小电流，进行过温保护，RED管脚输出频率为1Hz的方波（红灯闪烁），指示故障。
芯片功能描述

1．上电指示
上电后GREEN和RED管脚同时输出高电平1秒钟（橙色灯亮一秒）。

2．无电池
当芯片对电池座试充电时，若检测到ISOV端电压高于恒压值Vcv，则VP端对电池进行试放电，若VP端同时检测到电池座电压小于涓流充电电压值Vprechg，则判定电池没有装入；此时GREEN和RED管脚输出低（灯灭），指示无电池。

3． 涓流充电
电池插入后，若ISOV端检测到电池电压小于恒压值Vcv，同时VP管脚电压小<Vprechg，则进行涓流充电，PULSE管脚输出占空比为16：240的方波，RED管脚输出频率为1Hz的方波（红灯闪烁），指示涓流充电。

10．状态转换
芯片在各种状态之间的检测及转换的时间小于1秒钟。

技术支持：刘壮雄
TEL：[phone]
QQ：151717736

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