SGM41535：高性能2 - 6节Li+电池SMBus充电控制器

在当今的电子设备中，电池充电管理是一个至关重要的环节。SGM41535作为一款专为多化学电池支持的空间受限应用而设计的高效同步电池充电器，具有诸多出色的特性和功能。下面，我们就来详细了解一下这款充电控制器。

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一、产品概述

SGM41535是一款高效的同步电池充电器，适用于需要多化学电池支持的空间受限应用。它通过减少外部组件数量，实现了紧凑的解决方案。该设备利用两个独立的电荷泵来驱动N沟道MOSFET（ACFET、BATFET和RBFET），从而控制电源路径，实现自动系统电源选择。输入电流、充电电流和充电电压可通过SMBus控制的数模转换器（DAC）进行编程，使系统电源管理微控制器能够实现高精度调节。

二、产品特性

2.1 高效的电源管理

• 自动电源选择：通过内部电荷泵驱动的N沟道MOSFET实现自动电源选择（适配器或电池），确保系统在不同电源之间无缝切换。
• 低功耗：具有0.6mA的适配器待机静态电流，符合能源之星标准，有效降低功耗。

2.2 高精度的电流和电压调节

• 充电电压精度：高达±0.5%的充电电压精度，最高可达27.6V，确保电池充电的安全性和稳定性。
• 充电电流精度：±3%的充电电流精度，最高可达8.128A，以及±3%的输入电流精度，同样最高可达8.128A，保证了充电过程的精确控制。

2.3 全面的保护功能

• 过压保护：当检测到适配器过压时，停止充电，关闭ACFET和RBFET，保护系统免受高输入电压的影响。
• 过流保护：通过输入过流保护（ACOC）和充电过流保护（CHGOCP），防止电流过大对设备造成损坏。
• 短路保护：采用独特的短路保护方法，通过对MOSFET的RDSON电压降进行逐周期监测，检测MOSFET或电感的短路情况。

2.4 灵活的编程功能

• SMBus接口：支持SMBus写字或读字充电器协议命令，可通过SMBus对充电器进行配置和控制。
• 可调节参数：包括充电电流、充电电压、输入电流等参数均可通过SMBus进行编程设置。

三、引脚配置与功能

SGM41535采用TQFN - 3.5×3.5 - 20L封装，各引脚具有不同的功能：

• ACN和ACP：输入电流感测电阻的负输入和正输入，用于监测输入电流。
• ACDRV：电荷泵输出，用于驱动适配器输入N - MOSFET（ACFET）和反向阻断N - MOSFET（RBFET）。
• ACOK：AC适配器检测开漏输出，用于指示适配器的存在。
• IOUT：感测的适配器或充电电流缓冲输出，可通过SMBus选择测量目标。
• SDA和SCL：SMBus的开漏数据I/O和时钟输入，用于与主机进行通信。

四、工作原理

4.1 适配器检测与ACOK输出

SGM41535通过ACOK比较器确定VCC引脚的电源来源（电池或适配器）。ACDET输入通过外部电阻分压器感测适配器电压，当满足特定条件时，ACOK引脚输出高电平，表示存在有效的适配器。

4.2 系统电源选择

该设备能够自动选择适配器或电池电源为系统供电。在电源上电复位（POR）时，如果没有适配器，电池将连接到系统；当ACOK信号变为高电平时，电池将与系统断开，适配器连接到系统。

4.3 充电控制

充电开始需要满足一系列条件，如通过SMBus启用充电、ILIM引脚电压超过105mV等。充电终止条件包括通过SMBus禁止充电、ILIM引脚电压下降等。

4.4 保护机制

• 过压保护：当电池电压超过调节电压设定点的4%以上时，关闭MOSFET开关，防止电池过充。
• 过流保护：通过监测SRP和SRN之间的电压，实现逐周期的峰值充电过流保护。
• 热关断保护：当结温超过+155℃时，设备进入关断状态，直到结温降至+135℃以下才恢复充电。

五、应用信息

5.1 典型应用电路

文档中给出了两种典型的应用电路，分别使用两个NMOS选择器和一个NMOS选择器与肖特基二极管，适用于不同的应用场景。

5.2 元件选择

• 电感选择：根据充电电流和开关频率选择合适的电感，确保电感饱和电流高于最大峰值电流。
• 输入和输出电容选择：输入电容应能够循环所有输入电流纹波和高频开关电流，输出电容应能够承载电感纹波电流并存储足够的能量。
• 功率MOSFET选择：选择具有低FOM值的MOSFET，以降低导通和开关损耗。

5.3 PCB布局

合理的PCB布局对于减少开关损耗和电磁干扰至关重要。应遵循一些布局准则，如将输入陶瓷电容尽可能靠近开关MOSFET放置，将设备靠近开关MOSFET的栅极引脚等。

六、总结

SGM41535是一款功能强大、性能卓越的2 - 6节Li+电池SMBus充电控制器。它具有高效的电源管理、高精度的电流和电压调节、全面的保护功能以及灵活的编程功能，适用于工业和医疗设备、手持终端、个人数字助理等多种应用场景。在实际应用中，工程师们需要根据具体需求合理选择元件，并进行优化的PCB布局，以充分发挥SGM41535的性能优势。你在使用SGM41535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。