SGM41562A/B：单节锂离子电池充电器的卓越之选

在当今的便携设备领域，电池管理至关重要。SGM41562A和SGM41562B作为高度集成的单节锂离子或锂聚合物电池充电器，凭借其出色的性能和丰富的功能，在便携式应用中脱颖而出。

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产品概述

SGM41562A和SGM41562B专为对电路板空间和外部组件要求苛刻的便携式应用而设计。它们具备系统电源路径管理功能，充电过程涵盖预充电、恒流和恒压阶段，同时拥有多种安全保护特性，如内置安全充电定时器、输入电压和电流监测、内外温度监测、输入电流限制和负载电流限制等。

关键特性

• 高精度充电：充电电压精度达到±0.6%，确保电池充电的准确性和安全性。
• 宽输入电压范围：SGM41562A可支持高达18V的宽输入电压范围，而SGM41562B的充电范围为5.75V。
• I2C接口：通过I2C接口可方便地设置参数和报告状态，实现灵活的控制。
• 集成电源开关：内置的电源开关减少了外部组件的使用，降低了成本和电路板空间。
• 多重保护：包括电池温度监测、可编程定时器、过温保护、电池断开功能、系统复位功能和芯片热限调节等，全方位保障电池和系统的安全。

工作原理

电源路径管理

该充电器具有三个电源端口：输入电源端口（IN）、电池端口（BAT）和系统或负载端口（SYS）。当输入电源可用时，系统优先从输入获取电源；若输入电源不足或移除，系统会自动切换到电池供电。同时，充电器会持续监测输入和电池的电压及电流，防止电池因过流或过放电而损坏。

充电过程

1. 预充电阶段：当电池电压低于预充电阈值（VBAT_PRE）时，以小电流（IPRE）对电池进行预充电，预充电电流值与通过REG03的D[3:0]位编程的终止电流（ITERM）相同。
2. 恒流充电阶段：当电池电压高于VBAT_PRE且低于VBAT_REG时，以恒定电流对电池充电，恒流值由REG02的D[5:0]位（ICC[5:0]）和一个缩放位决定。
3. 恒压充电阶段：当电池电压达到VBAT_REG时，保持电压恒定，充电电流开始下降。
4. 充电终止：当充电电流下降到TERM值且持续一段时间（tTERM_DGL），或者安全定时器超时（如果启用），充电周期结束。

保护机制

1. 输入检测：持续监测输入电压，当输入电压超出正常范围（VIN_UVLO和VIN_OVLO）时，Qbypass和Qrvs开关将关闭，并通过nINT引脚向主机发送中断信号。
2. 电池过压保护：当电池电压高于VBAT_OVP + VBAT_REG时，立即暂停充电并发出故障信号；若过压情况持续，将开启放电路径。
3. 输入电流和电压管理：通过I2C可编程设置输入电流限制，防止输入源过载。当输入源不足时，采用基于电压的动态功率管理（DPM）调节输入电压，确保系统稳定运行。
4. 热调节和关机：实时监测芯片内部结温，当结温达到可编程限制（TJ_REG）时，降低充电电流以防止过热；当结温超过热关机限制（TJ_SHDN）时，关闭Qbypass和Qswitch开关。
5. NTC功能：通过NTC引脚连接负温度系数热敏电阻，监测电池温度。当温度超出安全范围时，暂停充电并设置故障位；温度恢复正常后，继续充电。
6. 安全定时器：可通过I2C设置预充电和充电的最大时长，避免因电池异常导致的长时间充电。

寄存器配置

SGM41562A/B的功能通过12个8位寄存器（REG00 - REG0B）进行配置和控制。这些寄存器可通过I2C接口进行读写操作，实现对充电参数、保护功能和系统状态的灵活设置。

关键寄存器

• REG00：设置最小输入电压限制（VIN_MIN[3:0]）和输入电流限制（IIN_LIM[3:0]）。
• REG01：配置nINT引脚的下拉时间（tRST_DGL[1:0]）、电池FET关断时间（tRST_DUR）、HIZ模式启用（EN_HIZ）、充电启用（CEB）和电池欠压锁定阈值（VBAT_UVLO[2:0]）。
• REG02：设置软件复位（REG_RST）、I2C看门狗定时器复位（WD_RST）和快速充电电流值（ICC[5:0]）。
• REG03：配置电池到系统的放电电流限制（IDSCHG[3:0]）和充电终止电流值（ITERM[3:0]）。
• REG04：设置电池充电调节电压值（VBAT_REG[5:0]）、预充电到快速充电阈值（VBAT_PRE）和电池再充电阈值（VRECH）。
• REG05：控制看门狗功能（EN_WD_DISCHG、WATCHDOG[1:0]）、充电终止控制（EN_TERM）、安全定时器控制（EN_TIMER）、充电定时器（CHG_TMR[1:0]）和终止定时器控制（TERM_TMR）。

应用电路设计

典型应用电路

SGM41562A/B的典型应用电路包括输入电源、电池、系统负载和必要的电容。在设计时，需要注意以下几点：

• 电容选择：输入电容（IN到GND）至少为2.2μF，输出电容（SYS到GND）和BAT到GND电容应使用至少2.2μF的陶瓷电容（X5R或X7R），VDD到GND电容使用0.1μF的去耦陶瓷电容。
• PCB布局：将外部电容尽可能靠近器件放置，以减少杂散电感和连接阻抗；I2C信号的GND应干净且直接连接到GND引脚，避免与高电流或开关电流的GND回路共享路径；I2C线可在同一PCB层并行布线。

NTC传感器电阻分压

通过在VDD和GND引脚之间使用电阻分压网络（RT1和RT2），可以调整NTC传感器感测的电池温度限制。根据所需的高低温度下的NTC电阻值（RNTCH和RNTCL），可以计算出RT1和RT2的值。

总结

SGM41562A和SGM41562B是一款功能强大、性能卓越的单节锂离子电池充电器，适用于可穿戴设备、物联网小工具等便携式应用。其丰富的功能和灵活的配置选项，为工程师提供了可靠的电池管理解决方案。在设计应用电路时，需要根据具体需求合理选择外部组件和进行PCB布局，以确保充电器的性能和稳定性。

你在使用SGM41562A/B的过程中遇到过哪些问题？或者你对电池充电器的设计有什么独特的见解？欢迎在评论区分享。