SLM6900充电电路分析

只看该作者 · 2021-12-12 11:55

本帖最后由 woai32lala 于 2021-12-14 11:04 编辑

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SLM6900是一款常用的充电管理芯片，它支持多类型的锂电池或磷酸锂电池，它预置了三节或四节锂电池充电模式，同时也支持通过外围分压电阻调节的其它输出电压模式。
它是采用300KHz固定频率的同步降压型转换器，因此具有很高的充电效率，自身发热量极小。
它包括完整的充电终止电路、自动再充电和一个精确度达±1.0%的充电电压控制电路，内部集成了输入低电压保护、输出短路保护、电池温度保护等多种功能。
SLM6900采用TSSOP-14L封装，外围应用简单，作为大容量电池的高效充电器。

根据他的数据手册，我们可以分辨他的引脚，右侧是他的充电电路

DRV(引脚 1)：外接 PMOS 管栅极驱动端，控制PMOS的通断来给后面电池充电。
PVCC(引脚 2)：驱动管电源正输入端。
VCC(引脚 3)：模拟电源正输入端，我们直接把它和引脚2接在一起即可。
NCHRG(引脚 4)：充电状态指示端。当充电器向电池充电时，该管脚被内部开关拉至低电平，表示充[size=14.7333px]电正在进行；否则该管脚处于高阻态。
NSTDBY(引脚 5)：电池充饱指示端。当电池已经充饱时，该管脚被内部开关拉至低电平，否则该管脚[size=14.7333px]处于高阻态。
NTC(引脚 6)：电池温度检测端，将此端接到电池的负温度系数的热敏电阻，若不用这功能，则悬空或接 VCC，接地则关闭充电功能，我们把它悬空即可。

SEL(引脚 7)：电池输出电压方案选择端。若此端接地，则选择为三节锂电池方案；若接 VCC，则为四[size=14.7333px]节锂电池方案；若悬空，则电池电压由外接分压电阻决定，我们选择是由外电阻分压的得到。
COMP(引脚 8)：充电环路稳定性补偿端。接一个串联的电阻和电容到地。
FB(引脚 9)：电池电压反馈端。在 SEL 接 GND 或 VCC 时，可串联电阻稍微提高充饱电压，以补偿线路和电池内阻损耗，在 SEL 悬空时，FB 端固定为 1.205V，
由外接分压电阻决定电池充饱电压，我们接的上电阻为820K %0.1，
下电阻接的是 49.9K %1,则电池充满电的电压应为 FB = 电池电压* 下电阻阻值/(上电阻阻值 + 下电阻阻值)，即电池电压 = 1.205/[size=14.7333px]下电阻阻值/(上电阻阻值 + 下电阻阻值) =[size=14.7333px]21.00660320641283V
ISN(引脚 10)：充电电流检测负端。将此端接到充电电流设置电阻的负端。
ISP(引脚 11)：充电电流检测正端。将此端接到充电电流设置电阻的正端。
GND(引脚 12)：模拟地，我们将它的地都直接连在了一起，大佬们觉得这有什么问题希望指教一下。
PGND(引脚 13)：驱动管地。
GVC(引脚 14)：驱动管栅电压钳位。此端跟 VCC 之间接个 100nF 的电容，使外接驱动管栅电压钳制在不低于 VCC-6.3V 的范围内

[size=14.7333px]
电源板PCB是这样的，他充电芯片的后端其实就是一个buck电路

1、24V输入接在可调电源上。
2、U3就是我们的充电管理芯片SLMSLM6900。
3、D6和D7是防止电流倒灌的二极管
4、D4 和D5是续流二极管，PMOS关断时，给电感存储的能量提供泻放回路。
5、L2是电感，根据手册，我们选择的是10uH.
6、R2是设置充电电流检测电阻，通过ISP和ISN两端的电压/检测电阻的阻值，可以设定充电的工作电流，我们选择是0.1R，根据手册，他的充电电流理论上是1.2A。

7、R3和R10是通过分压来调节充电电压的，电池电压 = 1.205/下电阻阻值/(上电阻阻值 + 下电阻阻值) =21.00660320641283V。
8、J7接是一个充电电源的指示灯，电阻R1是用来限流，SLM6900 包含两个漏极开路输出的状态指示端，充电状态指示端NCHRG和充电满状态指示端NSTDBY。当输入电压大于电源低电压检测阈值，
SLM6900 开始对电池充电，NCHRG管脚输出低电平，表示充电正在进行。如果电池电压低于VTRIKL，充电器用小电流对电池进行涓流预充电。恒流模式对电池充电时，充电电流由电阻RS确定。
当电池电压接近VFLOAT时，充电电流将逐渐减小，SLM6900 进入恒压模式。当充电电流减小到充电结束阈值时，充电周期结束，NCHRG端输出高阻态，NSTDBY端输出低电平。
9、C5是一个滤波电容，用来使输出的电压波形更平滑。
10、D10是一个TVS管，SMBJ26CA，SMB代表的是他的贴片封装大小，26V是指TVS管的击穿电压为26V。当瞬时电压超过电路正常工作电压后，TVS二极管便发生雪崩，提供给瞬时电流一个超低电阻通路，
其结果是瞬时电流通过二极管被引开，避开被保护器件，并且在电压恢复正常值之前使被保护回路一直保持截止电压。当瞬时脉冲结束以后，TVS二极管自动回复高阻状态，
整个回路进入正常电压。TVS管的失效模式主要是短路，但当通过的过电流太大时，也可能造成TVS管被炸裂而开路。CA代表是双向的TVS管，如果只有C的话，那么他代表的是单向的TVS管。
11、这个端口就是我们要接的电池，我们用的是5串两并的锂电池，内部是18650，每一块18650电池电压在3.7V - 4.2V之间，那么我们的充电电压就应该为 4.2 * 5 = 21V，这就决定了我们两个电阻的取值。

充电试验器材
这是我们用的充电电池。我们现在用万用表测的他的电压为20.28V，说明它他的电池电压并没有满，可以继续充电。

当我们电源板的供电电压小于当前的电池电压时，充电芯片是不工作的，充电指示灯熄灭。图如下，我们给的电压时19.8V时，充电电流为0，当我们调高充电电压，它开始有充电电流，开始充电。

当我们调到24V时，他开始按照正常的充电电流进行充电，此时充电电流为1.12A，这是因为可调电源的电源线内阻比较大，当电流较大时，分压也比较大，
导致真正到达充电电源板的电压不足24v导致的。

充电时，它的电源指示灯为红色，拔下电池时，他开始按照4Hz的频率进行红绿电源指示灯切换闪烁，当充满电时，他的指示灯为绿灯常亮，充电电流为0。

在给电池充电过程中，随着电池电压的升压，充电电流逐渐减小，直达到充电电流变为0，电池充满，指示灯为绿色常亮。因为我们的电池电压已经高如FLOAT电压，所以直接进入的是恒压
充电模式，充电电流将逐渐减小，SLM6900 进入恒压模式。当充电电流减小到充电结束阈值时，充电周期结束。如果电池电压低
于VTRIKL，充电器用小电流对电池进行涓流预充
电。如果我们的电池电压小于FLOAT电压，那么一开始是以恒流模式对电池充电时，
充电电流由电阻RS确定，在电池电压接近FLOAT时，进入恒压充电模式，直到充电周期结束。NCHRG端输出高阻态，NSTDBY端输出低电平。

此时，我们把下电池，测得电压电压为21V，电池充满。

以上就是对该电源芯片充电过程的解析。

只看该作者 · 2021-12-30 17:34

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