SGM41526/SGM41527：1.6MHz同步锂离子/锂聚合物独立电池充电器

在电子设备的设计中，电池充电器是至关重要的一部分。SGM41526和SGM41527作为独立的锂离子和锂聚合物电池充电器，凭借其出色的性能和丰富的功能，在众多应用场景中得到了广泛应用。下面，我们就来详细了解一下这两款充电器。

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产品概述

SGM41526和SGM41527是集成了开关功率MOSFET的固定频率同步PWM电池充电器，能够自动选择电源路径，还具备输入电流、充电电流和电池电压的精确调节功能。它们适用于平板电脑、便携式终端和打印机、便携式医疗设备以及电池备份系统等多种应用场景。

产品特性

充电性能卓越

• 高充电效率：最高可达95.2%的充电效率，能有效减少能量损耗，提高充电速度。
• 大电流充电：具备4A同步1.6MHz PWM充电器，可实现快速充电。同时采用逐周期电流限制，确保充电过程的安全稳定。
• 集成度高：集成了24V开关MOSFET和自举二极管，减少了外部元件的使用，降低了成本和PCB面积。
• 数字软启动：可避免充电瞬间的电流冲击，保护电池和电路元件。

宽电压范围与精准调节

• 宽输入电压范围：输入工作电压范围为4.5V至22V，能适应多种电源适配器。同时，绝对最大输入电压额定值为30V，且过压阈值可调，增强了充电器的适应性和安全性。
• 电池充电电压灵活：SGM41526可通过CELL引脚选择2、3或4节电池，每节电池的充电电压固定为4.2V；SGM41527的充电电压则可通过FB引脚进行调节。
• 高精度调节：充电电压调节精度为±0.4%，充电电流调节精度为±5%，输入电流调节精度为±4%，确保充电的准确性和稳定性。

安全保护功能齐全

• 热调节与热关断：当结温超过120℃时，会触发热调节，降低充电电流以减少内部热量产生；当结温超过150℃时，充电器会自动关断，直至温度降至130℃以下才会恢复工作。
• 电池热敏电阻感应：可监测电池温度，当温度过高或过低时，暂停充电，保护电池安全。
• 输入欠压锁定（UVLO）和过压保护：当输入电压低于或高于设定阈值时，会自动禁用充电并关闭输入开关，防止系统损坏。

自动电源路径选择与动态功率管理

• 自动电源路径选择：能够自动选择适配器或电池作为系统的电源，确保系统在不同情况下都能稳定供电。
• 动态功率管理（DPM）：当系统功率需求较高时，会自动降低充电电流，以限制输入功率，避免输入源过载。

工作原理

充电阶段

一个完整的电池充电周期通常包括预充电、恒流和恒压三个阶段。在预充电阶段，当电池电压较低时，充电电流较小，以安全地恢复电池的电量。当电池电压超过阈值电压后，充电电流增加到最大值（快速充电电流），直至电池电压达到调节水平，然后进入恒压阶段，充电电流逐渐下降。当充电电流降至快速充电值的10%以下时，充电终止。

电源路径选择

默认情况下，系统在设备上电或睡眠模式时由电池供电。当插入合格的适配器时，设备会退出睡眠模式，关闭电池开关（BATFET），打开输入开关（ACFET和RBFET），将系统连接到适配器。当适配器移除或输入电压不满足条件时，系统会重新连接到电池。

输入电流调节

通过动态功率管理（DPM）功能，充电器可以根据系统的功率需求自动调节充电电流，使输入电流保持在预设的最大值以内。输入电流调节水平由ACSET引脚的电压和输入分流电阻RAC决定。

应用设计

元件选择

• 电感选择：由于设备的开关频率较高（1.6MHz），可以使用较小的电感和电容。电感的饱和电流应满足 (I{SAT} geq I{CHG}+(1 / 2) I_{RIPPLE }) ，同时要考虑电感的初始公差、热效应和最大电流下的电感值下降。
• 输入电容选择：输入电容需要承载转换器的开关纹波电流和高频瞬态电流，应选择低ESR和ESL的陶瓷电容，并考虑电容在高直流电压偏置和老化时的电容值下降。
• 输出电容选择：输出电容的作用是旁路电感纹波，保持电压纹波低，使直流电流能够稳定地为电池充电。应选择具有足够RMS电流额定值的稳定陶瓷电容，如X5R或X7R。

输入滤波器设计

为了防止热插拔适配器时产生的瞬态过电压损坏设备，需要设计合适的输入滤波器。可以使用高ESR的电解输入电容来阻尼过电压尖峰，也可以在AVCC引脚使用具有高电流能力的TVS齐纳二极管来钳位瞬态峰值。

布局设计

良好的PCB布局对于开关电路的正常运行至关重要。在布局设计时，应注意以下几点：

• 尽量减小开关节点（SW）的阻抗和环路面积，以减少高频噪声和振铃问题。
• 将输入和去耦电容尽可能靠近设备引脚和地，使用最短的铜迹线，并在同一层PCB上。
• 减小SW节点的表面积，避免敏感和高阻抗迹线靠近开关节点和迹线。
• 正确放置充电电流感测电阻，使用相同层的PCB进行布线，并保持它们靠近设备放大器输入，远离高电流路径。

总结

SGM41526和SGM41527以其卓越的充电性能、丰富的功能和完善的安全保护机制，为锂离子和锂聚合物电池充电提供了可靠的解决方案。在实际应用中，合理选择元件和优化布局设计，可以充分发挥这两款充电器的优势，提高电子设备的性能和可靠性。你在使用这两款充电器的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。