深入剖析ISL6293：单节锂电池充电器的理想之选

在电子设备的设计中，电池充电管理是一个至关重要的环节。对于单节Li - ion或Li - polymer电池的充电需求，ISL6293提供了一个集成度高、成本低且功能强大的解决方案。今天，我们就来深入了解一下这款充电器。

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一、ISL6293概述

ISL6293是一款完全集成的低成本单节Li - ion或Li - polymer电池充电器。它的独特之处在于能够接受两个电源输入，通常一个来自USB端口，另一个来自桌面底座。这使得它成为需要通过USB与个人计算机通信的智能手持设备的理想充电器。

二、关键特性

1. 电源输入与电压限制

• 底座输入的最大电压为28V，USB输入的最大电压为7V。28V的额定电压允许安全使用低成本适配器。
• 当两个输入都通电时，底座输入优先用于为电池充电。

2. 充电电流可编程

通过两个小电阻，可以分别为两个输入独立编程充电电流。此外，USBP引脚允许为USB输入选择高功率或低功率端口。

3. 过热保护

充电器具有自我过热保护功能。当管芯温度超过100°C时，热折返功能会自动降低充电电流，以防止温度进一步升高。

4. 电池预处理

当电池电压低于2.6V时，充电器会以低电流对电池进行预处理。

5. 状态指示

充电器有两个指示引脚：PPR引脚在底座或USB输入电源连接时输出开漏逻辑低电平；CHG引脚在充电电流高于最小电流水平时输出开漏逻辑低电平，当充电电流低于最小电流时，CHG引脚输出逻辑高信号。

6. 低泄漏电流

在没有输入电源连接时，电池的泄漏电流小于1µA。

7. 宽温度范围

环境温度范围为 - 40°C至85°C，适用于各种不同的应用场景。

8. 封装优势

采用热增强型3x3 DFN封装，并且提供无铅加退火版本，符合RoHS标准。

三、应用领域

ISL6293适用于多种智能手持设备，如手机、PDA、MP3播放器、数码相机和手持测试设备等。这些设备通常需要高效、可靠的电池充电解决方案，而ISL6293正好满足了这些需求。

四、电气参数与性能

1. 绝对最大额定值

• USB电源电压范围为 - 0.3V至7V，CRDL电源电压范围为 - 0.3V至28V。
• 信号输入电压（EN、USBP、ICDL、IUSB、BAT）范围为 - 0.3V至7V，开漏上拉电压（PPR、CHG）范围为 - 0.3V至7V。

2. 热阻信息

3x3 DFN封装的热阻θJA为46°C/W，θJC为4°C/W。最大结温为150°C，最大存储温度范围为 - 65°C至150°C，最大引脚焊接温度（10s）为300°C。

3. 推荐工作条件

环境温度范围为 - 40°C至85°C，USB引脚电源电压为4.3V至5.5V，CRDL引脚电源电压为4.3V至24V，典型底座充电电流为300mA至1A，典型USB充电电流为350mA至450mA。

4. 电气规格

• 上电复位：USB/CRDL上升阈值为3.4 - 4.0V，下降阈值为3.2 - 3.8V。
• VIN - BAT偏移电压：上升沿为175mV，下降沿为110mV。
• 待机电流：BAT引脚灌电流最大为1.0µA，CRDL引脚电源电流典型值为150µA，USB引脚电源电流为150 - 250µA。
• 电压调节：输出电压在充电电流为20mA时为4.158 - 4.242V，CRDL和USB的PMOS导通电阻典型值为700mΩ。
• 充电电流：不同条件下的充电电流和涓流充电电流都有明确的规格。例如，当RICDL = 1.82kΩ，VBAT = 3.8V时，CRDL输入恒定充电电流为720 - 880mA；当USBP = HIGH，RIUSB = 80kΩ，VBAT = 3.8V时，USB输入恒定充电电流为380 - 500mA。
• 充电结束电流阈值：从不同电源输入时，充电结束电流阈值以充电电流的百分比表示。
• 预处理充电阈值：预处理充电阈值电压为2.5 - 2.7V。
• 内部温度监控：电流折返阈值为85 - 115°C。
• 逻辑输入和输出：USBP和EN引脚的逻辑输入高、低电平以及内部下拉电阻都有相应的规格。

五、引脚功能详解

1. CRDL（引脚1）

底座输入引脚，最大输入电压28V，充电电流可通过ICDL引脚编程，最大可达1A。建议使用1µF或更大的陶瓷电容进行去耦。

2. USB（引脚2）

USB输入引脚，通常连接到USB端口电源连接器，也可接受低于5.5V的其他电源。当RIUSB = 80kΩ时，通过USBP引脚可在100mA和500mA之间选择充电电流。同样建议使用1µF或更大的陶瓷电容去耦，并串联一个1Ω电阻以防止USB热插拔时的过冲电压。

3. PPR（引脚3）

电源存在指示引脚，当USB或CRDL输入电压高于POR电平，无论充电器是否启用，该引脚输出开漏逻辑低电平，可为微处理器提供唤醒信号。

4. CHG（引脚4）

充电指示引脚，当充电电流低于一定比例时，内部开漏MOSFET关闭，引脚被外部电阻拉至逻辑高电平，表示充电结束。

5. EN（引脚5）

使能逻辑输入引脚，连接到低电平或浮空时启用充电器。

6. IUSB（引脚6）

用于编程USB充电电流，该引脚电压被调节为0.8V，流出该引脚的电流被镜像到USB充电电流控制参考。当USBP引脚连接到逻辑高电平时，USB充电电流有特定的计算公式，RIUSB的编程范围为80kΩ至103kΩ，对应的USB电流标称值为350mA至450mA；当USBP引脚驱动为逻辑低电平时，充电电流约为上述值的1/5。

7. USBP（引脚7）

USB端口选择逻辑输入引脚，浮空或驱动为逻辑低电平时，USB端口被视为低功率端口，最大充电电流为100mA；驱动为逻辑高电平时，USB端口被视为高功率端口，最大充电电流为500mA，高低功率端口充电电流比例约为5:1。

8. GND（引脚8）

系统接地引脚。

9. ICDL（引脚9）

具有两个功能。一是在恒流阶段编程底座充电电流，该引脚在恒流阶段电压为1.20V，充电电流可通过特定公式计算，建议充电电流编程范围为300mA至1A；二是监测实际充电电流，引脚电压与实际充电电流成正比。

10. BAT（引脚10）

充电器输出引脚，连接到电池组或电池单元。建议使用1µF或更大的陶瓷电容进行去耦，充电器依赖电池来保持稳定性，因此BAT引脚应始终连接电池。

六、工作原理

1. 输入自动选择

当两个输入源都存在时，充电器会自动选择一个电源为电池充电。如果CRDL输入高于POR阈值和电池电压，则选择CRDL作为电源；否则选择USB输入。当BAT引脚电压低于1.7V时，充电器选择CRDL输入作为电源。

2. USB充电电流

当USB端口被选为电源时，充电电流由USBP引脚编程。在RIUSB = 80kΩ的情况下，USBP为逻辑低电平时，充电电流为90mA；USBP为逻辑高电平时，充电电流为450mA。

3. 底座充电电流

底座充电电流通过连接在ICDL引脚和GND引脚之间的外部电阻编程，其计算方法在ICDL引脚描述中有详细说明。

4. 浮动充电电压

恒压阶段的浮动电压为4.2V，在 - 40°C至70°C的环境温度范围内，浮动电压精度为1%。

5. 涓流充电电流

当电池电压低于最小电池电压时，充电器进入涓流/预处理模式。如果电源来自底座，涓流模式电流有特定计算公式；如果电源来自USB端口且RIUSB = 80kΩ，涓流电流为45mA。

6. 充电结束指示

当充电电流低于一定比例时，CHG引脚输出逻辑高电平表示充电结束，但只要有输入电源连接，充电器不会关闭。

7. 电源存在指示

当USB或底座输入电压高于POR电平时，PPR引脚输出逻辑低电平，表示有输入电源存在。

七、总结

ISL6293以其丰富的功能、良好的性能和广泛的应用范围，为单节Li - ion或Li - polymer电池充电提供了一个可靠的解决方案。电子工程师在设计相关设备时，可以根据具体需求合理选择和使用这款充电器，以实现高效、稳定的电池充电管理。你在使用类似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。