电子家园 dzjia.cn 刘军兰 朱 力

si9731的主要特点

　　si9731型电池充电器是一种单片ic，可在系统处理器控制下对3节nicd/nimh电池或1节锂离子电池进行脉冲充电。该ic内部的低导通电阻（rsd（con））的mosfet可在系统处理器施加的脉冲信号下，通过变化的占空比实现导通和关断，因而在大电流脉冲充电时具有非常小的热耗散。si9731同时还提供涓流充电模式，可在电池被充到足够高的电压时唤醒处理器以进行充电处理和控制。 si9731内含精密电压参考和误差放大器，因此，也能为锂离子电池提供恒压（cv）充电。

si9731的主要特点如下：

　　可对单节锂离子电池或1-3节nicd/nimh电池进行脉冲充电；

　　集成有mosfet，可在截止模式实现双向反向电流阻塞（blocking）；

　　具有pwm控制快速充电模式和低电流涓流充电模式；

　　通过引脚可选4.1v或4.2v的锂离子电池充电终止限制；

　　具有过热、过压和外部关断模式，在关断状态，电池与外部电源完全隔离；

　　充电器的输入、输出esd保护可4kv；

　　采用16引脚tssop封装，工作温度范围为-4 0℃~85℃;

　　si9731的主要应用领域是蜂窝电话电池充电器和个人数字助理（pda）中的电源充电等。

2 内部结构和引脚功能

　　si9731的引脚排列如图1所示，图2为其内部结构框图及部分外部元件连接方式。其引脚功能如表1所列。

　　
表1 si9731引脚功能

　　
3 si9731的充电过程

3.1 涓流充电

　　充电通路可由si9731内部的q1和q2n沟道mosfet组成。当电池电压太低、主处理器不能驱动si9731的7脚和5脚时，q1截止，以防止快速充电。此时，由于q2导通，电路可以获得从外部电源vchargre(3脚)到电池的涓流充电通路。涓流充电电流主要由外部电流限制电阻器rext设定.

公式如下：

　　itrickle≈(vcharger-vbat+)/rext

　　当电池电压充至3.4v的最低电池工作电压时，内部锁存器被触发，15脚的输出将唤醒处理器并使5脚为高电平，其后电路将终止涓流充电并进入快速充电阶段。

3.2 快速充电

　　用微处理器通过si9731脚7的控制输入来对电池进行脉冲充电，并通过低导通电阻的q1（mosfet）来完成快速充电。处理器通过系统a/d转换器来监视电池电压，并通过改变脉冲充电占空比来维护快速充电。由于脉冲充电具有较短的导通时间和较长的截止时间，因而可承受足够大的充电电流。

　　当对nicd或nimh电池充电时，处理器通过感测vbat+输出上的△v或dc/dt，或通过监视电池温度变化（△t）来结束快速充电模式。

　　锂离子电池的充电终止电压为4.1v或4.2v，当4.1v_tap脚悬空时，可选择4.2v的充电终止电压。而将4.1v_tap与vbat+脚连接在一起时，vbat+的终止电压是4.1v。当电池电压达到4.1v或4.2v的充电终止电压时，si9731的cvmode脚保持高电平，充电器进行恒压充电模式。在该充电模式下，电路认可的充电（otc）信号输出为高电平，与反馈电阻器（rfb1、rfb2和rfb3）串联的q5导通（接地），为内部误差放大器（e/a）提供反馈电压，并与同相输入端上1.3v的参考电压相比较。e/a产生的输出驱动q1，使vbat+保持在充电压上。

　　
3.3 认充电otc（ok th charge）信号与控制逻辑

　　si9731含有使涓流充电模式和快速充电模式工作的默认充电（otc）信号。为了能对电池充电，otc信号必须保持在逻辑高电平上。为此，应当满足以下：

　　（1）电池电压低于5v；

　　（2）充电器输入电压vcharger高于2.6v但低于12.8v；

　　（3）当si9731 7脚（mainchargeen）为低电平时，电压vcharger>vbat+40mv。如果7脚为高电平，则vcharger>vbat-40mv；

　　（4）on/off脚为逻辑高电平。

　　利用一个加法器可驱动充电回路晶体管q1，其驱动信号是一个数字信号与误差放大顺输出信号的组合，它们之间的关系如表2所列。

表2 q1驱动信号之间关系

　　q1驱动数字信号 误差放大器输出 q1驱动电平

　　l l l（完全截止）

　　l 居间 居间（线性模式）

　　h l h（完全导通）

　　h h ×

3.4 保护

　　（1）过压检测

　　当输入到si9731脚3上的电压vcharger大于12.8v时，内部过压检测器