相对于其他类型电池，锂离子电池在性能优异的同时也对充电器提出了更高的要求，这些要求主要体现在充电过程的控制和锂电池保护方面，具体表现为较大的充电电流、高精度的充电电压、分阶段的充电模式和完善的保护电路等。随着现代电子技术的发展，电子设备日益趋于便携化、多功能化，因此也对它们的供电电池提出了轻便、高效的要求。锂离子电池以其能量密度高、充放电性能优异、无污染等特点逐渐取代传统的镍镉、镍氢电池、铅酸电池被广泛应用于现代便携式电子产品中。本文讨论使用大电流锂离子电池充电芯片SE9018设计锂离子电池线性充电方案。

(资料图片)

芯片介绍

SE9018是一款恒流/恒压模式的锂离子电池线性充电芯片，采用内部PMOSFET架构，并集成有防倒充电路，不需要外部隔离二极管。

芯片预设充饱电压为4.2V，精度为±1.5%，充电电流可通过外部电阻进行设置，最大持续充电电流可达1A。当芯片由于工作功率大、环境温度高或PCB散热性能差等原因导致结温高于140℃时，内部热反馈电路会自动减小充电电流，将芯片温度控制在安全范围之内。为使芯片能够维持高效工作状态，应采取措施尽量降低芯片工作功率和芯片温度，例如输入端串联小电阻(降低输入电压)、增大PCB散热铜箔面积、使芯片散热片与PCB铜箔充分接触等。

图1 SE9018脚位图

图2 SE9018原理图

SE9018内部集成电池温度监测电路，当电池温度超出正常范围(过高或过低)时，芯片自动停止充电过程，防止电池因为温度过高或过低而损伤。

电池温度监测是通过判断TEMP端电压(VTEMP)实现的，VTEMP由一个包括电池内部NTC热敏电阻在内的电阻分压网络提供。

当VTEMP处于45%×VCC与80%×VCC之间时，芯片判断电池温度处于正常范围内；当VTEMP 45%×VCC或VTEMP > 80%×VCC时，芯片判断电池温度过高或过低；当TEMP端接地时，电池温度监测功能被禁用。

SE9018包含两个漏极开路的状态指示输出端CHRG和STDBY，当电路处于充电状态时，CHRG端置低电平，STDBY端为高阻态；当电池充饱时，CHRG端变为高阻态，STDBY端置低电平。当电池温度监测功能正常使用时，如果芯片未连接电池或电池温度超出正常范围，CHRG端和STDBY端均为高阻态；当电池温度监测功能被禁用时，如果芯片未连接电池，STDBY端为低电平，CHRG端输出脉冲信号。

SE9018的其他功能包括手动停机、欠压闭锁、自动再充电等。典型的基于SE9018的锂离子电池充电电路如图3所示。CE端为高电平时，SE9018正常工作。

图3 SE9018典型应用电路

1.充电电流的设置

恒流充电过程中的充电电流Ibat由PORG端与GND端之间的电阻Rprog设定，Ibat与Rprog阻值的关系为：

公式1

例如，如果想得到1A的恒定充电电流，根据公式1可得Rprog=1200Ω。

2.电池温度监测电路设置

电池温度监测电路的设置主要是对R1和R2进行设置，假设NTC热敏电阻在最低工作温度时的电阻为RTL，在最高工作温度时的电阻为RTH(RTL与RTH的数据可查相关电池手册或通过实验得到)，则R1，R2的阻值分别为：

公式2

公式3