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1、由成都国腾电子技术股份有限公司设计 由上海福跃电子科技有限公司提供应用技术解决方案及样片 GM6802 单路镍氢电池快速充电管理芯片 1 概述 GM6802是一个镍氢电池快速充电器专用集成电路，具备镍氢电池充电需要的所有功能，无需外部控制器和固件支持，能使充电过程完全自动化，充电时间短，充电效率高，安全可靠，应用设计简单。由成都国腾电子技术股份有限公司设计，由上海福跃电子科技有限公司提供应用技术解决方案及样片。 2 特征 a） 能对2-20节串联镍氢电池组进行充电。 b） 内置10-bit AD转换器，采用－△V、最大电压、最大充电时
2、间三种方式进行充电管理。 c） 外接热敏电阻，可检测电池充电温度，保证电池在合适的温度范围内充电。 d） 具备坏电池和非可充电池检测功能。 e） 可驱动双色LED显示充电电池状态。 f） 工作电压：4.5～5.5V。 3 封装及引脚功能说明 图 1 GM6802引脚排布图 该芯片的各引脚功能描述见表1： 表 1 芯片引脚功能说明 引脚号 引脚名 方向 说明 1 CELTMP In 电池的温度采集输入口 2 GND In 地 3 VCC In 电源 4 TM In 测试模式控制：“0”正常工作模式，“1” 测试模式 5 CHGCTR
3、L Out 充电控制信号： “1”为充电，“0”为不充 6 LEDB Out 双色LED驱动输出B端 7 LEDA Out 双色LED驱动输出A端 8 CELVOLT In 电池的电压采集输入口 4 功能描述 4.1 单路充电 GM6802通过控制外部恒定电流充电回路，可以对2-20节的串联电池进行快速充电。 4.2 充电过程的监测 4.2.1 电池电压检测 GM6802内部有一个电压检测模块，通过外部电阻网络检测电池的当前电压，并将检测到的电压存储到电池的寄存器中，做－△V和最高电压分析。 4.2.2 电池温度检测 内部温度检测模块通
4、过检测靠近电池的热敏电阻的阻值，来检测电池温度，控制电池充电过程，防止电池充电的温度过高。同时通过LED指示灯显示温度状态。 4.3 充电过程 当电池插入后，首先检测电池有效性，若电池有效对电池进行预充电操作。 当电池开始快速充电后，对应的绿色LED点亮，当检测到电池电压满足－△V条件，或最大电压以及充电时间超过设定时，停止充电，判断电池充满。充满后对应的绿色LED长亮，并对电池进行涓流充电，以补充电池自放电的损失。 4.4 电池质量检测 GM6802可以检测镍氢电池的好坏和判断是否是有效的镍氢电池，并输出检测信息。具体过程为： a) 若电池充电后电压迅速升高超过某一电压值，则认为
5、该电池为非镍氢电池，从而停止充电操作，同时红灯LED闪烁表示电池错误。 b) 在快充前的预充电过程中，电池电压在128秒内仍然没有上升到0.9V，则认为电池已损害，从而停止充电操作，同时红灯LED闪烁表示电池错误。 4.5 电池充电状态指示灯 电池对应的LEDA、LEDB的电平对应双色发光管颜色如下表： 表 2 LED颜色显示说明表 LEDA LEDB 颜色 1 1 － 1 0 绿色 0 1 红色 0 0 黄色 各LED的状态说明如下表： 表 3 LED的状态说明表 操作 颜色 状态 说明 自检 黄色 常亮 自检过程 闪烁
6、 芯片出错 绿色 常亮 自检完成 充电 红色 常亮 电源上电接上电池 2Hz闪烁 电池无效（电池接触不良或电池已坏） 绿色 常亮 充电完成，正在进行涓流充电 2Hz闪烁 正在给电池充电过程 黄色 常亮 环境温度不正常，无法充电 5 产品应用信息 5.1 应用说明 当GM6802用作充电管理芯片时，具体应用方法如下： a) VDD接+5V，其中VDD要求加10u旁路电容增加稳定性。 b) 测试引脚TM，通过选择该引脚接高电平或低电平来决定是进行芯片测试或者进行充电管理。低电平为正常充电管理工作模式，高电平为Full Scan自测试模式。 c) 充
7、电回路的控制输出（CHGCTRL），高电平有效，与相应充电回路的充电控制开关相连，控制对应的充电开关的打开或关闭。 d) 电池充电状态的双色LED控制输出（LEDA/ LED B），低电平有效。其中LEDA与双色LED的红色极的阴极相连，LEDB与双色LED的绿色极的阴极相连，这个双色LED采用共阳极的方式。 e) 电池的当前充电电压采集输入口（CELVOLT），与充电回路中的电池正极相连，用于采集电池的电压值。 f) 电池的充电温度采集输入口（CELTMP），与温度传感器（RT）相连，通过该温度传感器采集相应的电池温度。 5.2 热敏电阻的选择 热敏电阻是GM6802应用系统电路中
8、采集温度的关键元件。热敏电阻的选型要求按照应用电路图2 (热敏电阻应用电路图)测得的电压Vt值与表4中提供的数据基本一致，这样才能保证由该热敏电阻网络采集到的电池温度与设计中的温度刻度一致。 (注意：在应用中，热敏电阻必须直接或通过导热材料与被测电池紧密接触。) 热敏电阻应用电路如图2所示。 图2 热敏电阻应用电路图 注：1. 电阻R=27KΩ； 2. 电源电压：Vi=5.0 V； 3. Rt为采集温度的热敏电阻； 4. Vt为经过热敏电阻网络采集温度时输出的相应电压信号。 5.3 热敏电阻参数 1. 热敏电阻在25℃时的标称电阻值Rt为：Rt=27KΩ； 2. 热敏电
9、阻的B值：B=3300K。 5.4 热敏电阻应用电路实测数据 热敏电阻应用电路实测数据如表4所示。 表4 热敏电阻应用电路实测数据 温度 （℃） 电压Vt （V） 每度变化 (V) -10 4.012 -5 3.75 0.0524 0 3.529 0.0442 5 3.29 0.0478 10 3.048 0.0484 15 2.81 0.0476 20 2.582 0.0456 25 2.346 0.0473 30 2.109 0.0473 35 1.924 0.037 40 1.739 0.037
10、 45 1.541 0.0396 50 1.374 0.0334 55 1.229 0.029 60 1.086 0.0286 5.5 典型应用图 GM6802的典型应用图如图3所示。 图3 GM6802典型应用图 注：图中元器件说明 1．RT：热敏电阻； 2．LED3：双色发光二极管； 3．DIVA/DIVB：分压器电阻A/分压器电阻B； 4．PMOS：P沟道MOS开关管。 5.6 电源设计 如图3所示，采用PWM电源对电池进行充电， VO为充电电压输入端。芯片电压+5V可通过VO提供，如果VO低于+5V可用升压电路实现，VO高于+5V可用
11、稳压电路实现； PWM电源电压为，串连电池数量X2.5（V）； PWM电源电流为，见表5； 充电电压超过12V后GM6802典型应用电路Q1需要采用PMOS管，12V以内可采用普通P管； 典型应用电路中分压电路比例关系为电阻DIVA：电阻DIVB = (N-1):1，电阻A为100K。N表示电池数量。 6 7 产品选型指南 表 5 产品列表 型号 封装 形式 充电电流 适用范围 型号说明 GM6802A Sop8 电池容量×0.33 电池容量小于4600mAh 充电时间240-360min GM6802B Sop8 电池容量×0.65 电池容量小于
12、2500mAh 充电时间120-180min GM6802C Sop8 电池容量×1.3 电池容量小于1500mAh 充电时间60-90min GM6802D Sop8 电池容量×1.95 电池容量小于1000mAh 充电时间45-60min 8 参数指标 8.1 极限工作条件 l 电源电压（Vcc）……………+5.5V l 贮存温度（Tstg）……………–40℃～+80℃ l 引线耐压焊接温度（Th）……………300℃ 表 4推荐工作条件 符 号 参 数 范 围 单位 最小 典型 最大 VCC 电源电压 4.5 5 5
13、5 Ｖ VIL（TM） 输入低电平电压 0.8 Ｖ VIH（TM） 输入高电平电压 2.0 Ｖ VOL 输出低电平电压（IOL ＝4mA） 0 0.8 Ｖ VOH 输出高电平电压（IOH＝－4mA） 2.0 IOH 输出低电平电流 6 mA IOL 输出高电平电流 －10 mA P 功耗 10 mW TA 工作温度 0 70 ℃ ESD 静电放电敏感度 2000 V 9 机械尺寸 符号 单位(mm) MIN
14、 NOM MAX A _ _ 1.75 A1 0.1 _ 0.25 A2 1.3 1.4 1.5 A3 0.6 0.65 0.7 b 0.39 _ 0.48 b1 0.38 0.41 0.43 c 0.21 _ 0.26 c1 0.19 0.2 0.21 D 4.7 4.9 5.1 E 5.8 6 6.2 E1 3.7 3.9 4.1 e 1.27BSC h 0.25 _ 0.5 L 0.5 _ 0.8 L1 1.05BSC Q 0 8° 10 附录 采用GM6802对镍氢电池组进行充电的典型电压曲线和温度曲线，见图9.1和图9.2所示。 图9.1 采用ＧＭ6802C对2节串联800mAh镍氢电池组进行充电的电压曲线 图9.2 采用ＧＭ6802C对2节串联800mAh镍氢电池组进行充电的温度曲线 注：充电电流Ｉc ＝ 1000mA 充电环境温度 = 19℃ 11 免费样片发放热线： +86-21-58998693、58994470 参考文献：
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