海量可穿戴設備（包括智能手表（200mAh～500mAh）、AR/VR設備（1000mAh～2600mAh）、真無線立體聲耳機及其充電盒（300mAh～1000mAh），以及頭戴式耳機（300mAh～600mAh）等典型產品）的集中上市，對小型電池在充放電時間、效率、安全方麵都提出了更為苛刻的要求和挑戰。

 

用大電流SGM41524取代線性充電器

在人們的印象中，一些設計簡單

、成本較低的小型電池與低充電電流應用，比如可穿戴設備、物聯網（IoT）設備等都首選線性充電器（Linear Charger）；智能手機
、平板電腦和筆記本電腦等高功率和多單元電池應用則更願意使用開關充電器（Switching Charger）。目前這種觀念正在發生變化
，開關型充電器正在加速其邁向小容量電池應用的步伐。

 

線性充電器和開關充電器的最大區別在於效率差異。線性充電器體積小、易於使用、成本低廉，也沒有電流切換動作
，適用於噪聲敏感的應用；但當充電電流較大時，功耗會很高
；而(er)開(kai)關(guan)充(chong)電(dian)器(qi)則(ze)以(yi)高(gao)效(xiao)率(lv)為(wei)特(te)點(dian)。開(kai)關(guan)型(xing)充(chong)電(dian)器(qi)，在(zai)增(zeng)加(jia)電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)電(dian)流(liu)倍(bei)率(lv)的(de)同(tong)時(shi)，減(jian)少(shao)了(le)充(chong)電(dian)時(shi)間(jian)和(he)產(chan)生(sheng)的(de)熱(re)量(liang)，降(jiang)低(di)了(le)裝(zhuang)置(zhi)外(wai)殼(ke)表(biao)麵(mian)溫(wen)度(du)。  

 

圖1 SGM41524在5V輸入時優秀的充電效率曲線

 

我們以500mAh和1000mAh電池為例進行對比。

 

圖2可見
，500mAh電池分別采用0.5C
、1C比容量電流的線性充電器和2C、3C比容量電流的SGM41524開關型充電器充電，充電時間分別約為120分鍾、60分鍾、30分鍾和20分鍾，平均功率損耗分別為0.3瓦
、0.6瓦
、0.33瓦和0.5瓦。

 

圖2 500mAh電池采用不同充電器的充電時間和功率損耗

 

圖3可見，如果換成1000mAh電池，線性充電器則至多隻能以0.5C比容量電流充電了。對比0.5C的線性充電器和1C
、2C、2.5C的SGM41524開關型充電器。相比之下，四種模式下的充電時間分別為120分鍾、60分鍾、30分鍾和24分鍾
，功率損耗分別為0.6瓦

、0.33瓦、0.66瓦和0.83瓦。

 

圖3 1000mAh電池采用不同充電器的充電時間和功率損耗

 

可見，即便用於容量不大的單電池係統，開關型充電器也有顯著優勢。  

 

因此，對於常見電池容量在500mAh～6000mAh範圍內的充電應用
，以下6個方麵正成為競爭著力點：

 

●  用戶體驗：高效充電提高可用率、降低熱感
；

●  充電電流：同樣輸入電源取得更高充電電流，縮短充電時間；

●  充電安全：包括電壓電流限製
、片芯和電池溫度監視和高、低溫充電限製、兼顧BAJ/JEITA安全指南建議（最新研究表明電池適合在更高溫度範圍工作）和接觸浪湧鉗位
；

●  電能利用率：提高電池容量的利用率和外部電源輸入的利用率；

●  待機功耗：提升係統待機時間和儲運保鮮時間
；

●  集成度：提高集成度、減小方案尺寸、提高單位體積的供應能力。

 

與眾不同的SGM41524

 

SGM41524是(shi)聖(sheng)邦(bang)微(wei)電(dian)子(zi)最(zui)新(xin)推(tui)出(chu)的(de)一(yi)款(kuan)小(xiao)巧(qiao)高(gao)效(xiao)的(de)鋰(li)離(li)子(zi)和(he)聚(ju)合(he)物(wu)鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)器(qi)。它(ta)可(ke)以(yi)為(wei)小(xiao)型(xing)便(bian)攜(xie)式(shi)設(she)備(bei)中(zhong)常(chang)見(jian)的(de)單(dan)電(dian)池(chi)係(xi)統(tong)供(gong)電(dian)和(he)充(chong)電(dian)，采(cai)用(yong)Green TDFN-2×3-8BL封裝；設計工作環境溫度-40℃～+85℃，有+55℃和+115℃兩個熱調節節溫可選。內部的開關降壓轉換器（Buck Converter）在電池充電時調節電源輸入、即便在電池缺失的情況下也能夠以最大輸出能力為係統供電。如果負載和輸入電壓接近

，該轉換器以無開關動作直通工作。

 

主要特性： 

 

●  恒流恒壓充電
、支持預充和限時浮充；

●  4.2V～4.5V電池充電時最大充電電流2.3A；

●  1.34MHz開關頻率
；

●  充電電壓和電流利用電阻設置；

●  4.15V輸入電壓欠壓控製；

●  充滿後輸出電壓回退保持
；

●  可選過熱溫度（SGM41524：+115℃；SGM41524C：+55℃）
；

●  輸入電壓5V、電流1A時效率為94%；

●  工作溫度範圍-40℃～+85℃（選擇+115℃過熱溫度時）；

●  綠色環保TDFN-2×3-8BL封裝。

 

SGM41524是簡便易用
、功能完整的恒流恒壓型充電器，電壓電流均可使用電阻設置
，有參考BAJ/JEITA安全擴展充電白皮書的電池溫度充電控製。充電電流在0.3A～2.3A範圍內可設、充電電壓在4.2V～4.5V範圍內以50mV為間隔可設（上述設置也可在工作中變動）。其典型應用電路如下圖所示：

 

圖4 SGM41524典型應用電路

 

SGM41524除內部結溫監測外同時利用NTC（β=3950K）對電池溫度偵測並根據電池溫度調整充放電以確保充放電過程安全、可控。當偵測到電池溫度超出適宜範圍（10℃～45℃）時，充電電壓和電流會被降低；當溫度過高（高於55℃）時停止充電
；當溫度過低（低於5℃）時，使用涓流電流充電、避免電池損傷。此外，SGM41524還支持負載電容預充和限時浮充
，保證係統處於無電池、大負載、大電容時
，均能有效啟動和向負載充分供電。

 

SGM41524沒有采用電池開關將電池與係統（負載）duankai。dangdianchichongmanhou，tajinrudianyahuituibaochimoshi
，shidangjiangyashuchudianyahou，zaiyiwenyadianyuanmoshiweixitongfuzaigongdian
，baozhengdianchianquantongshikeyanchangshiyongshouming。zaigaimoshixia，qishuchudianliubushouchongdiandianliushezhixianzhi，bimianlezaifangdiantongluzhongyouyudianchikaiguancharudaozhidesunhao
，dafutigaoledianchinengliangliyonglv。dandaijiashidangdianchiqianya（即電池保護器允許的最低電池放電電壓）時，負載係統的供電電壓受電池電壓牽製，可能需等待其升高後才能啟動。

 

SGM41524的充電電壓和電流可利用電阻設置
，即充電電流通過RCCSET（RCCSET=10000/ICC）的阻值進行設置。在實際應用中，電流設置引腳CC被拉到高於VINH電壓時可關閉設備
；釋放拉高後設備恢複工作。同時，CV引腳的電壓用來選擇7個預設的充電電壓，其設計思路是芯片內部產生50μA電流輸出，利用該電流可以在電阻上產生一個電壓值
，然後再根據此電壓範圍來選擇一個預置的充電電壓。

 

SGM41524指示輸出（IND）通過4種輸出形式來指示不同的狀態：1）低（吸入電流，Sink Current）表示輸入電源可用但沒有在充電中；2）高（灌出電流
，Source Current）表示設備正在充電

；3）Hi-Z（高阻抗狀態）表示沒有電源可用（當VIN<VCHGm時）或它因CC引腳拉高被禁止充電；4）輸入電壓過高時交替出現閃爍。

 

 

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