LTC4150 引脚功能 SENSE(引脚⑩):正检测输人这昰同相电流检测POL(引脚6):电池电流极性漏极开路输岀。当ⅠVT 输入将 SENSE引脚连接至检测电阻器与负载和充为高电平时,POL引脚用于指示最近的电池电鋶极 电器相连的那一端。全标度电流检测输入为50mV性。当该引脚呈低阻抗状态时,表示电流正在从电 SENS引脚电平必须处于VD的60mV之内以便进池流出洏当该引脚呈高阻抗状态时则意味著电流 行正确的操作 正在流入电池当IT引脚被维持在低电平时POL SENSE(引脚2):负检测输入。这是反相电流检测 引脚將闭锁其状态POL是一个漏极开路输出’并 输人。将 SENSE引脚连接至检测电阻器与电池正极能够被上拉至任何高至9V的逻辑电源在停机模式 端子楿连的那一端°全标度电流检测输入为50mV 中,POL引脚为高阻抗。 SENSE-引脚电平必须处于VDD的60mV之内以便进GND(引脚7):地直接连接至电池负极端子。 行正确的操莋 VDD(引脚8):正电源连接至检测电阻器与负载和 CF+(引脚3):滤波电容器正输入。一个连接在CF充电器相连的那一端 SENSE引脚也与VDD相连 和CF引脚之间的电容器鼡于对噪声和快速电池电流VDD的工作电压范围为27V至8.5V。通过47uF的 变化进行滤波和求平均建议采用一个47uF的电容电容器将VDD旁路 器。如果不需要进行濾波·则将CF和CF引脚置于 CLR(引脚9):清除中断数字输人当该引脚被维持 不连接状态。 于低电平的时间超过20us时,CLR引脚将把INT CF(引脚4):滤波电容器负输人一個连接在CF+引脚复位至高电平。电荷计数不受影响INT引脚 和CF引脚之间的电容器用于对噪声和快速电池电流可直接连接至CLR引脚。在这种场合’LTC4150將 变化进行滤波和求平均建议采用一个4u的电容捕获IT引脚的每一个确定信号并在对其进行复位 器。如果不需要进行滤波’则将CF和CF引脚置于の前等待至少1μs的时间这确保了ⅠT引脚脉动 不连接状态。 至低电平至少达1us的时间,但实现了INT的自动 SHDN(引脚5):停机数字输入当确定为低电平复位。在具有一个高于VD的逻辑电源Vc的应用 时,SHDN引脚强制LTC4150进入其低电流消耗的 中,必须在INT和CLR引脚之间采用一个阻性分压 断电模式并对器件进行复位在逻辑电源Vc高于器请参阅“应用信息”部分 VDD的应用中’必须在SHDN引脚与驱动该引脚的INT(引脚10):电荷计数中断漏极开路输出。IT每 逻辑电源之间采鼡一个阻性分压器请参阅“应用信1/( VSENSE·Gv)秒被闭锁至低电平并由CLR引脚上 息”部分。 的一个低电平脉冲来复位INT是一个漏极开路输 图2:用于对INT进荇复位的CLR 图3:INT最小脉冲宽度,CLR和INT引脚相连 脉冲宽度,CLR和INT引脚 未相连 5 LTC4150 工作原理 电荷量是电流的时间积分。LTC4150通过监视坡上升至 REFHI或 REFLO电平时,开关S1和S2 产生于┅个检测电阻器两端的电压来测量电池电将使斜坡的方向发生逆转通过观测S1和S2的状态 流,然后分几级对该信息进行积分以推断电荷量。以忣斜坡的方向即可确定电荷的极性在50mV的满 前面的方框图示出了下文所描述的这些积分级。当量程检测电压条件下·积分间隔被修整至600us 每個电荷单元流入或流出电池时,LTC4150的INT 第三,每当积分器改变斜坡的方向时,计数器 引脚将中断一个外部微控制器,而且,POL引脚将 将递增或递减计数器囿效地将积分时间增加了 提供电荷单元的极性信息。外部微控制器随后使IT 1024倍,从而极大地降低了由LTC4150来提供中断 复位,并且,CLR输入将为LTC4150发出的下一個 中断信号做好准备每个电荷单元的数值由检测电信号所需的微控制器开销。 阻器的阻值以及LTC4150的检测电压至中断频率增 每当计数器下溢戓溢出时,I输出被闭锁至低 益GvF来决定 电平,并向微控制器发送标记信号同时,POL输 出被闭锁以指示被监视电荷的极性。利用该信息 上电和起动初始化 微控制器能够在多个长时间段里对电荷进行合计 当初次给LTC4150加电时,所有的内部电路被 从而对电池的状态进行准确的估计一旦识别出中 複位。在一个初始化时间间隔之后,LTC4150开始 断信号,微控制器将利用CLR引脚上的一个走低脉 进行电荷计数该时间间隔取决于VD以及检测电冲使T复位,並等待下一个中断信号。反过来, 阻器两端的电压但至少会有5ms°LTC4150有可能也能够驱动CLR 另外还需要80msS来对检测电压进行精确的跟踪 个内部欠压闭鎖电路负责监视VD并在VD降至检测电压输入和滤波器 2.5V以下时使所有的电路复位。 由于总积分时间是通过对LTC4150进行内部修 将SHDN维持在低电平上也会使LTC4150嘚内 整来设定的,因此不需要采用外部定时电容器或进 部电路复位,并把供电电流减小至1.5uA在这种条行外部修整。唯一会对电荷的每库仑中断嘚传递函 件下,POL和INT输出为高阻抗LTC4150在另 数产生影响的外部元件是检测电阻器 RSENSE 个初始化时间间隔之后恢复计数。停机模式能够最 SENSE和 SENSE引脚的共模范围为VDD±60mV, 大限度地减小电池电量的消耗·此时,充电器和负并具有±50m的最大差分电压范围 SENSE+引脚 载均处于关断状态。 般与VD相连,因此,当 SENSE引脚工莋于 50mV的差分限值范围内(相对于 SENSE+引脚)时不 电荷计数 存在共模问题 首先,由跨接在CF和CF引脚之上的电容器 选择适当的 RseNSE以便在最大充电或放电电流 C對电流测量结果进行滤波。这将对产生自负载或(不管它们哪个更大)条件下提供0mV压降 RsENSE 充电电流中的纹波、噪声和尖峰的电流快速变化进下式计算 行平均 50mV RSENSE 其次’滤波器的输出被加至一个其核心部分为 AⅩ 放大器和100pF电容器的积分器。当积分器输出斜 C O LNEAR CHNOLOGY LTC4150 应用信息 检测输人范围很小(±50mV),目嘚在于最大限度地由于I·t=Q,因此,每个T脉冲的电池电荷电量 减少 RSENSE两端的损耗为了保持精度,应对 RseNSE可由(4)式导出 采用开尔文( Kelvin)连接。 一个|NT 外部滤波电嫆器CF在片上总电阻为4k的情况 GvF· SenSI 库仑 下工作,以便形成一个低通滤波器,该滤波器用于表达电池容量最常用的单位是安培小时 取电池电流的平均徝并在存在噪声、尖峰和纹波时 改善精度对于一般应用而言,建议采用47uF的电 1Ah=3600库仑 (6 容器,但只要电容器的漏电流很小’该电容器的电将(5)式和(6)式組合起来 容值就可以增大。一个10nA的漏电流与积分器的输 入偏移误差大致相等陶瓷电容器适合于该用途 一个W3600·GF· RSENSE 开关稳压器尤其需要关注·因为它们会产生有或 可能流经电池的高电流纹波。如果存在一个开关稳 1Ah=3600·GVF· RseNSE中断数 压器,则VDD和 SENSE+至充电器和负载的连接应 通过LTC4150上至少4.7uF的电容器进行旁路 可以在微控制器内部对电荷测量做进一步的调节 即使是在使用突发模式( Burst mode开关稳压然而,中断数丶库仑或Ah均代表了电池的电荷量 器的情况下·LTC4150也能保持很高的精度。突发 LTC4150的传递函数仅由检测电阻器的阻值和 工作期间”检测的电平必须位于规定的50mV(在CF增益GvF来设定一旦利用(1)式选择了 RseNSE’则 和CFˉ引脚上测得)差分输入电压范围之内。为了保每个中断的电荷量可由(5)式或(⑦)式来确定 留准确的电荷量信息’在突发模式操作过程中 请注意’RssE的选择并非为了确立电池电荷量 LTC4150必须保持被使能的状态。如果LTC4150关 断或VD降至2.5V以下,则器件复位且电荷量信息、 电荷量信息的安培小时与LTC4150所发出的中断信号数量之间 的关系,而是为了使最大检测电压等于或低于 丢失 LTC4150的50mV全标度检测输人电压 电量计数 INT、POL和CLR LTC4150的传递函数被量化为一个电压至频率 每当LTC4150对一个电荷单元进行测量时,INT 增益GF·其中’输出频率为每秒中断数’而输人电 引脚就确定为低电平。与此同时’POL被闭锁以指 压为 SENSE+和 SENSE-引脚两端的差分驱动电压 示电荷单元的极性积分器和计数器继续运行,于 VSENSE°每秒中断数应为 LTC4150 应用信息 在50mV的全标度檢测电压条件下,最小可用时间为压,这与加在LTC4150的VDD上的电压无关 596ms°出于谨慎以及适应超过5omⅤ检测电压限值 需要特别注意CLR和SHDN输入。为对它们进 的較小的意外偏移微控制器应在500ms的时间内 行驱动·微控制器或外部逻辑电路必须生成一个最 完成对中断和极性信息的处理以及INT的清除 小1.9V的逻辑高电平这些引脚的最大输入电平为 把CLR变换至低电平至少20us以上将使 INT VDL+0.3V。如果微控制器的电源电压高于此值,则 复位至高电平并解除POL的闭锁由於LTC4150的必须在CLR和SHDN引脚上采用阻性分压器。图6 积分器和计数器的操作与IT和POL闭锁无关,因中的原理图示出了一个由IT驱动CLR且微控制器 此在闭锁期间或CLR引脚为低电平时不会发生电荷Vcc>VDD的应用CLR和SHDN引脚上的阻性分压 量信息的丢失°充电/放电信息在这些时间间隔中继器将这些引脚上的电压保持茬LTC4150的ⅤDD范围 续累加且精度不受影响。 内选择适当的R2和R1以使得 旦被清除,则IT空闲于高态且POL指示电 (R1+R2)≥50RL (12) 池电流的实时极性。POL为高电平时表示电荷鋶入 电池,为低电平时则表示电荷从电池流出一个极 R1 (13) 性变化的指示至少需要 19y=1+20o(最小值) (13)式同样适用于R3和R4的选择。当给LT4150 POL (10)供电的电池处于其最低放電电压时,最小VDD是提 Gv=·1024| /SENSE 供给LTC4150的最低电源电压 式中的 VsENSE为极性变化前后的最小检测电压值 在任何应用中,当电池被拿掉时,CLR和SHDN 在Vou=0.5V的条件下’漏极开路輸出POL和输入都是不可预测的INT和POL输出可能不正确 INT能吸收L=1.6mA的电流用于这些引脚的最应忽略不计,直到重新放入电池为止 小上拉电阻应为 如果需偠的话,可采用图4所示的简单逻辑电 RL>VCC-0.5)/1.6mA (1)路来从NT和POL获得分离的充电和放电脉冲串 IT 式中的Vcc为逻辑电源电压。由于速度不是问题 CHARGE 因而采用10k或更大的上拉电阻器便足够了 LTC4150 与INT、POL、CLR和SHDN引脚的连接 ISCHARGE LTC4150直接从电池获得工作电源,而在大多数 4150F04 场合微控制器的电源来自某些分离的稳压源对于 INT和POL而言,这不會带来任何问题,原因是它 图4:明确极性———分离的充电和放电输出 们是漏极开路输出并可被上拉至任何不超过9V的电 C O LNEAR CHNOLOGY LTC4150 应用信息 自动电荷计数Φ断和清除 CLR和SHDN引脚上的阻性分压器将这些引脚上的 在无法获得CLR脉冲的应用中,可以容易地使电压保持在LTC4150的VD范围内。利用(1)式来 LTC4150自主运行,如图5和圖6所示如果微控制选择RL的阻值,并用(13)式来选择RlR4的阻值。 器Vcc低于或等于电池VD’则可将NT直接连接至 在这两种应用中,LTC4150将捕获第一个INT引脚 CLR’如图5所礻唯一的要求是微控制器应能向电平确定信号并在对其进行复位之前等待至少1s的 所有的走线应尽可能简短以最大限度地减小噪 PIN 1 声和误差。电源旁路电容器C2应摆放在尽可能靠近 LTC4150 LTC4150的地方47μF的滤波电容器应尽可能放置 在靠近CF和CF引脚的地方,而且应该是低漏电的 无极性电容器。对檢测电阻器采用一种四线式开尔 4150F07 TO BATTERY 文( Kelvin)检测连接,并将其布设在靠近LTC4150 的地方,至

因为智能手环、蓝牙耳机的电池夲来就很小充电电流也不大，在充电后期电流就更小了，当移动电源检测到到电流比较小时就会自动关断输出，导致用户的使用体驗很不好

而智融sw6208数据手册则加入了小电流充电模式，只需要在开机的状态下长按电源按键3秒即可激活这一功能并且在激活小电流充电模式后，LED显示屏会出现跑马灯的效果用以提醒用户，提升用户的使用体验如果需要关闭这一功能也很简单，则只需同样长按电源按键3秒或者双击按键关机重新激活即可

三、自带休眠模式，可搭配无线电模块

除了内置高精度库仑计和支持小电流充电模式之外智融sw6208数据掱册还带有自动休眠模式。在移动电源搭配无线充使用的情况下当检测到无线充电器处于空载状态，sw6208数据手册就会自动关闭输出从而達到省电的目的。

这也就是说智融sw6208数据手册还可以用来搭配市面上的无线充电方案，开发带USB PD快充功能的全接口、全协议的无线充电移動电源。移动电源的电源管理、接口充放电协议识别、电池电量计量、数码管电量显示驱动等功能均可以由一颗智融sw6208数据手册独立完成；並且无需额外增加外围物料及MCU软硬件控制设计即可自动检测到无线充电模块的带载情况，降低了产品的开发难度和成本加速产品的上市周期。

充电头网从智融原厂了解到目前sw6208数据手册已经开始量产出货，如需样品可以与智融原厂取得联系。

通过表格可以看到以18.5W恒功率放電，在两次测试中电池组均可持续放电87分钟。同时也可以看到电量每减少10%，间隔时间均在8分钟左右间隔非常均匀。这也就是说智融sw6208数据手册内置的库仑计在放电时，可以实时、精准的计量电池电量并通过LED屏幕显示出来。

在放电结束的基础上小编又对其进行了两佽充电测试。测试中选用支持18W快充的USB PD充电器对智融sw6208数据手册移动电源DEMO充电，每增加10%电量记录一次充电时间。汇总得到下表：