手持电话用镍镉/镍氢电池充电器控制芯片M62256FP

    摘要：M62256FP是手机电话等便携式产品用镍镉/镉氢电池控制充电器IC，它不仅具有控制电池充电所需要的所有时序，而且具有电池温度检测和过流、过压保护功能。文中介绍了M62256FP的功能结构和工作过程，最后给出了由其组成的应用电路。

    关键词：镍氢/镍镉 电池 充电 控制 M62256FP

1 概述

M62256FP是为便携式产品的电池充电而专门设计的控制IC。该IC只需少量的外围元件即可组成性能先进的镍氢或镍镉电池充电器。利用M62256FP能够控制电池充电时序，并可在充电模式和适配器模式时，分别提供过压和过流检测与保护。M62256FP内置电池温度检测电路，它可在电池温度达到63℃时停止充电。一旦电池温度降低到40℃以下，又可重新开始充电。充电时间由安全定时器控制，快速充电时间历经3小时终止，涓流充电在24小时之后结束。M62256FP内置充电电流和输出电压控制电路，因而可执行反馈调节功能。

2 内部结构及引脚功能

M62256FP采用36脚P2R封装，其引脚排列如图1所示。

M62256FP在芯片上集成了RC振荡器、清除定时器和安全定时器、D/A转换器、移位寄存器、系统复位电路、电池温度检测电路、过电流与过电压检测与保护电路、充电电流和输出电压控制电路、主输出开关（SW）和放电驱动电路、LED驱动电路及控制逻辑电路等，其内部结构框图如图2所示。

表1是M62256FP的引脚功能说明。

表1 M62256FP的引脚功能

脚    号	符    号	功            能
1，3，5	C1，C2，C3	LED驱动器
2，4，6	E1，E2，E3	用作设定LED驱动电流
7，8	Rc,Cc	设定内部时钟振荡器频率
9	Dchg IN	放电电流检测输入
10	Dchg OUT	外部放电晶体管驱动输出脚
11	Chg SW	电流充电开关（SW）驱动输出
27，12	GND1,2	分别为逻辑地和模块地
13	Datt SW	电池装入检测开关
14	Dchg SW	放电检测开关
15	Adpt SW	适配器检测开关
16，17	Test1,2	测试模式建立端
20	Batt（圈＋）	连接电池正极
21	Batt（圈－）	连接电池负极
22	Vref2	温度检测电压参考
23	Batt(圈T）	连接电池监测端口
24	P.C	连接反馈环路光耦合器
25	VDET	输出电压监测端口
26，30	CP1，CP2	外接电阻和电容相位补偿元件
29	IDET	检测充电电流或输出电流
31	PCS IN	光耦合器短路输入端
32	PCS OUT	当过电流被检测时，该脚变为“H”
33	OC SET	当乱配器模式被采用时，该脚用作设定过电流检测值
34，35	ISET1，2	分别用来设定快速充电和涓流充电电流
36	Vref1	为过电流和充电电流设定标准电压

3 工作过程

3.1 充电操作

当M62256FP的Batt SW脚（脚13）为低电平（“L”）时，表明电池正在装入。而电池一旦安装，其电压和温度就开始被检测。如果电池电压低于5V，预备充电状态开始。如果电池电压超过5V，且电池温度低于℃，则开始快速充电；倘若电池温度高于55℃，则温度降至55℃之前，充电器将连续进行预备充电。恢复定时器可按照表2时间来进行时间设定。

表2 不同电池电压下的恢复定时器时间

初始电池电压	定时器时间
低于5V	20分种
高于5V但低于6.5V	5分种
6.5V或大于6.5V	3分种

在初始充电期间，为防止-ΔV的错误检测，在恢复定时器时间之内，-ΔV检测被设定为1V。

在恢复定时器完成它的功能后，-ΔV检测将调到100mV。在-ΔV被检测之后，充电器将按ISET2脚外部电阻设定的电池开始快速充电。

    利用安全定时器可控制充电时间。通常快速充电经过3小时停止，涓流充电在24小时后终止。

M62256FP所具有的保护功能包括：过压保护、过热保护、电池电压检测保护和被充电电池掉线检测保护等。其中过电压保护可在电池电压Vbatt≥9.5V时，终止充电；而过热保护则在电池温度TBatt≥63℃时停止充电。而当TBatt≤45℃可再次充电；如果电压低于2.8V，那么内部逻辑电路将恢复初始状态；另外，被充电池如果掉线，充电器的输出也将被关断。

    3.2 适配器模式操作

M62256FP的脚Adpt SW可用于适配器检测。该脚为“H”时，表示适配器出现。这时如果在充电期间连接有适配器，则适配器有效。在适配器模式下，输出电压在内部设定为7.2V。在适配器模式期间，过电池保护功能仍然有效。当检测到有过电流时，其输出控制流程如图3所示。当Adpt SW脚进入低电平时，系统复位。

3.3 放电操作

Dchg SW脚是迫使电池放电引脚。当该脚为低的时间达到7s或更长时，充电器开始为电池放电。放电控制由Dchg IN脚和Dchg OUT脚执行。由于这两个引脚包含有反馈功能，因而能控制恒流放电。

当电池放电至5V以下时，放电终止，充电模式开始。

4 工作条件及应用电路

4.1 推荐工作条件

M62256FP芯片的推荐工作条件如下：

●电池电压（Vcc）为3～15V；

●预充电电流为50～200mA；

●快速充电电流为0.8～2A；

●涓流充电电流为80～200mA；

●放电电流通常为300～500mA；

●LED驱动电流为115mA。

4.2 应用电路

用M62256FP作控制器的充电器电路如图4所示。芯片的电源电压Vcc（脚28）由SMPS充电适配器次边的DC输出提供，为3～15V。在Vcc=7V时，快速充电条件下的电路电流典型值为27mA。IC脚36和22上的参考电压分别是1.25V和1.80V。IC脚7和脚8外部的电阻Rc和电容Cc用来设定振荡器频率。当Rc=30kΩ、Cc=2200pF时，fosc为10.24kHz（典型值）。

    IC脚11外部的晶体管Q1为充电开关，脚14外部的SW1为放电检测开关。脚13和脚15外部的SW2和SW3分别是电池监视和适配器检测开关。脚23用于连续电池温度检测元件，以监控电池温度。脚10外部晶体管Q2用作放电开关。Q2的发射极电阻R7是放电电流监测元件。脚34和脚35外部电阻R14和R15分别用作设定快速充电和涓流充电电路。LED1、LED2和LED3则分别用作电源、充电和放电显示，RL1、RL2和RL3分别用作设定LED1、LED2和LED3的驱动电流。IC脚29的外部电阻R4则可用来检测充电电流或输出电流。