【《芯片XT4052介绍概述》3900字】

芯片XT4052介绍概述目录TOC\o"1-3"\h\u29985芯片XT4052介绍概述 18781.1芯片概述 15821.2芯片产品特点 268341.3芯片引脚配置、分配及功能 271731.1.1芯片引脚配置 2235481.1.2引脚分配 395241.1.3引脚功能 3285141.4芯片绝对最大额定值 471141.5电学特性参数 4164901.6特性曲线 6135561.6.1充电电流VSBAT端电压 6205511.6.2BAT端的充电电流VSPROG端电压 6294181.6.3BAT端的充电电流VS输入电压 7201871.6.4CHRG端电流VSCHRG端电压（充电时） 7190491.6.5CHRG端电流VSCHRG端电压（充满电） 8227301.6.6PROG端电压VS输入端VIN电压 9238021.6.7VBATVS输入电压 91.1芯片概述本次测试芯片型号为XT4052，其作用是在充电方面对单节锂电池进行充电的控制，如电流的大小或者何时停止等。它的尺寸十分小并且厚度十分轻薄，对于实际运用中，不会占用太多的面积，十分适合运用于一些便携应用器件比如手机，耳机，无线音响等。更值得注意的是，XT4052芯片被设计成符合通用串口总线的供电规格（5V）。并且由于芯片内部构件组成对于外部结构起着十分大的作用，简化了外部结构，大大减少了后期的工作量，对于外部电路结构来说，此电路不需要电阻来进行分压以及降压功能同时也不需要阻塞二极管来进行电流方向的控制，不会有反流的行为，从而可以更好地保护单节锂电池。对于XT4052芯片来说，对于锂电池充电时，充电电压的最高值被限制在4.2V，而充电电流将会通过外围电路当中的一些器件来决定其电流是大电流还是小电流。当锂电池充满电后，芯片会自动工作，将其向锂电池输入的充电电流转换为原先的0.1倍。同时芯片XT4052会自动结束充电，将外部电源进行切断，防止长期外部电源的流入使芯片损坏。当输入端不再有外来性输入电压后，芯片则会控制住电流，将电池的漏电流降到2微安以下，防止因为锂电池的过多走电使锂电池重复充电造成损坏。XT4052还可被设置于停止工作状态，使电源供电电流降到25µA。芯片XT4052具有独特的内部专利结构，当电池被接反后会自动进入保护状态，确保不会因为电池的自放电从而对芯片造成损坏而造成事故。其实作为单节锂电池充电管理模块，它是要与外部电源直接相连接的一个器件，一个反接保护电路也能大大降低危险系数[3]。1.2芯片产品特点尺寸规格小，占地面积小，可放于小型器件中使用。内部具有温度控制器，一旦温度高于120摄氏度，芯片自动停止工作。USB接口管理单片锂离子电池。预设充电电压为4.2V1%。停止工作时提供25µA电流。当锂电池端测试电压在0V到2.9V之间时采用恒流充电方式，锂电池端的电压在2.9V到4.2V之间时采用涓流充电方式。这种前期恒流后段涓流[4]的充电方式被市场广泛地应用。这种充电方式不仅结构简单，同样成本也十分低廉[5]。引脚有二极管，检验芯片各引脚的好坏。软启动限制浪涌电流。1.3芯片引脚配置、分配及功能1.1.1芯片引脚配置型号为XT4052的芯片是一款针对于单节锂电池充电时如何更加科学合理规范地给锂电池输入电流或者电压，并且在何种情况下进行断电，能够延长锂电池使用时间的芯片。该芯片采用SOT23-5封装。该芯片与大多充电管理芯片相同，可以编程充电电流[6]。该芯片的工作电压范围在1.8V到6.5V之间。其芯片引脚配置见图1.1。图1.1芯片引脚配置1.1.2引脚分配（1）1号引脚是CHRG引脚端。它是用于漏极开路充电状态输出。（2）2号引脚是GND引脚端。是与接地端所相接的。（3）3号引脚是BAT引脚端。是充电时外接电源向锂电池的电流流出端。（4）4号引脚是VIN引脚端。是与外部电源相连接的充电电流输入段。（5）5号引脚是PROG引脚端。是充电电流编程。1.1.3引脚功能CHRG（引脚1）：漏极开路充电状态输出。在充电的过程时，通过内置的N沟道MOS管CHRG端口被处于低电位模式。当充电完成时，CHRG呈现高阻态。当XT4052检测到低电锁定条件时，CHRG呈现高阻态。GND（引脚2）：是与接地端所相接的。BAT（引脚3）：充电时外接电源向锂电池的电流流出端。给锂电池输入充电电流并控制最终电压稳定在4.2V上下。而芯片内部将会有一个高精度，高可靠性的电阻来把不工作时候芯片的BAT引脚与所连接的外部电源断开，防止芯片因为长期的外部电源充电而造成损坏。而在电池接反时，芯片内部又会保护电路，防止芯片内部二极管因为电池反接而造成过压甚至达到击穿电压，从而导致芯片的烧毁等。VIN（引脚4）：提供正电压输入。为充电器供电。VIN可以为4.25V到6.5V并且必须有至少1微法的旁路电容。如果BAT引脚端电压的VIN进入0-30mV的区间时，此时芯片将处于关闭状态，进行自动停止工作，并使BAT端向锂电池进行输入的电流自动减少到2µA以下。PROG（引脚5）：充电电流编程，充电电流监控，终止端。充电电流由一个接到地的电阻来进行控制切断。其接地电阻的精准度高达百分之一。当用稳定的充电电流给锂电池进行充电时，PROG端口的电压是1V。同时PROG端口电压和充电电流具有一个线性关系。当我们得知此端口的电压时，便可以推算出充电时向锂电池输入的充电电流。充电电流为PROG端口电压与PROG端口所相连接的电阻的比值的千倍。PROG端口也可用来切断对锂电池的充电。当达到1.21V的极限停工电压值时，充电器进入停止工作状态，充电结束，输入电流降至25微安。此端口夹断电压大约2.4V。当提供给VPROG远大于夹断电压的电压情况下，高达1.5mA的高电流将会从此引脚流过。再使PROG和接地线相连接将可以使充电器恢复到正常状态。1.4芯片绝对最大额定值绝对最大额定值是指在任何情况下都不能达到的最大值。万一超过此额定值，有可能造成芯片损坏，产品质量下降等一系列问题。输入电压。输入电压的标号是VIN。其最大额定值为VSS-0.3~VSS+7。其单位为V。PROG端电压。其标号为VPROG。其最大额定值为VSS-0.3~VIN+0.3。其单位为V。BAT端电压。其标号为Vbat。其最大额定值为VSS-0.3~7。其单位为V。CHRG端电压。其标号为Vchrg。其最大额定值为VSS-0.3~VSS+10。其单位为V。BAT端电流。其标号为Ibat。其最大额定为500mA。1.5电学特性参数输入电压。其标号为VIN。对于输入电压来说，没有任何的条件。在此电路中输入的最低电压为4.25V。最大的输入电压为6.5V。输入电流。其标号为Iin。在充电模式下，RPROG=5K。输入电流为300微安，最高的输入电流为2000微安。在芯片等待工作的模式下，输入电流最常见电流为200微安，最高的输入电流为500微安。具体数值可见表1.1所示。表1.1输入电流特性参数参数（标号）条件典型最高单位输入电流（Iin）充电模式3002000μA待机模式200500μA停机模式2550μACHRG端电压其标号为Vchrg。对于CHRG端电压来说，有两种模式，一种是单节锂电池还在充电状态下的电压；一种是单节锂电池充满电以后的此端口的电压，具体数值可见表1.2。表1.2CHRG端电压参数名下限上限单位VCHRG1-0.30.5VVCHRG24.55.25VOS端电压。对于测试OS端电压来说，也是检验芯片好坏的一个过程。对于PROG端口，CHRG端口以及VDD端口，对于上述这些端口来说，它们与地之间都有一个硅二极管。在芯片正常工作时，在这些端口处可以检测到有一个-0.9V到-0.2V之间的数值。当断开时，会有一个钳位电压，电压为2V。在测试后再次进行芯片端口的电压测试，确保芯片在测试过程中没有被烧损烧坏。如表1.3所示。表1.3OS端电压参数名下限上限单位OS_VDD-0.90.2VOD_CHAG-0.9-0.2VOS_PROG-0.9-0.2VOS_VDD1-0.9-0.2VOD_CHAG1-0.9-0.2VOS_PROG1-0.9-0.2VBAT端电流。其标号为IBAT。当PROG端口所连接的电阻为5K时，在充电的情况下，BAT端最小的电流为93mA。在测试中经常出现的电流为100mA，最大的电流为107mA。在VBAT=4.2V，待机模式下，最低BAT端电流为0μA。最常见的BAT端电流为-2.5μA，最高BAT端电流为-6μA。在关断模式下，最常见的BAT端电流为1μA，最高BAT端电流为2μA。具体数值见表1.4所示。表1.4BAT端电流参数及标号条件最低值典型值最高值单位BAT端电流（IBAT）RPROG=5K,充电模式93100107mAVBAT=4.2V，待机模式0-2.5-6μA关断模式-12μA1.6特性曲线1.6.1充电电流VSBAT端电压对于充电来说，一共有两种模式，一种为涓流充电方式，一种为恒流充电方式。当BAT端电压为0V-2.9V时，此时芯片将采用涓流充电模式，输入电流为50mA左右；当刚刚出厂或者长期不用的锂电池充电时要先输入小电流进行充电[7]。当BAT端电压达到2.9V-4.2V时，充电电流将会恒流充电模式，以免损坏芯片。而涓流时充电电流为恒流充电电流的五分之一，以此可得输入电流为200mA左右。这两种方式的切换减少了充电期间的开关损耗，提高了工作效率[8]。当单节锂电池充满时，充电电流将会逐渐变小直至为0。充电电流与BAT端电压的关系见图1.2所示。图1.2充电电流与BAT端电压关系1.6.2BAT端的充电电流VSPROG端电压当检测下的温度固定为25摄氏度时，输入电压为5V，并且设置重新开始的电阻的电阻值为５K时，充电电流与PROG端电压成正比例曲线，即PROG端电压越高，充电电流也随之上升。充电电流与PROG端电压的数值关系具体见图1.3。图1.3BAT端的充电电流与PROG端电压的关系1.6.3BAT端的充电电流VS输入电压 当理想的检测下的温度固定为25摄氏度时，并且VBAT＝1.2V时，即充电电流此时为恒流状态下，且设置Rset的电阻值为５K，检测其充电电流是否会跟随输入电压改变，结果显示充电电流不会跟随输入电压而改变，而是维持在220ｍA左右，从而验证了恒流状态下电流与电压情况。充电电流与输入电压的关系如图1.4所见。图1.4充电电流与输入电压的关系1.6.4CHRG端电流VSCHRG端电压（充电时）当理想的检测下的温度固定为25摄氏度时，Vin等于5V，VBAT等于1.6V时，即锂电池正在充电的状态下。在充电电压为0V到4.2V的电压左右，充电电流与充电电压是成正比例关系，充电电流会随着充电电压增加，到达4.2V以后，充电电流会维持在20mA左右，不会再随着充电电压的改变而改变。在充电时CHRG端电流与CHRG端电压的关系如图1.5所见。图1.5在充电时CHRG端电流与CHRG端电压的关系1.6.5CHRG端电流VSCHRG端电压（充满电）当理想的检测下的温度固定为25摄氏度时，Vin等于5V，VBAT等于4.3V时，即锂电池在充满电的状态下。芯片将自动停止输入电流，输入电流为0微安，不会随着CHRG端的电压的变大而改变。在充满电时CHRG端电流与CHRG端电压的关系如图1.6所见。图1.6在充满电时CHRG端电流与CHRG端电压的关系1.6.6PROG端电压VS输入端VIN电压当理想的检测下的温度固定