AN817
Vishay Siliconix公司
离散方法电池充电的蜂窝电话
盖伊Moxey和迈克尔速度
介绍
所有的便携式无线设备必须从接收功率
外部源，无论是墙上适配器适配器，车载充电器，
或基座。那么这个外部源将收取，在
预定方式，设备的内置电池。
中的便携式电话的情况下，电源管理
系统将采用充电控制电路来调节
的电压提供给从外部充电器对电池充电。
外部充电设备，无论是墙壁还是立方体
是利用汽车点烟充电器打火机，将提供
连续的，但是未调节电压到电话中，通常
4.2V，对于一个单一的锂离子（Li + ）电池。一个典型充电
设计探讨附录A.
充电控制了锂离子电池是最常见的实现
通过串联的分立MOSFET与肖特基二极管
通过板载的电源管理ASIC控制或
系统微处理器。这两个分立的集成
功率元件集成在一个单一的电源包，如
ChipFETt ，减小尺寸并简化了组装。
充电器
为此，从一个单独的肖特基二极管远离，并
MOSFET的两个设备的单个封装集成，如
在日前，Vishay Siliconix公司LITTLE FOOT
PLUS
TM
时，可有
显著优点。然而，在一个一体化的包装
这两种组分在一个高度耗散的方式操作，
使封装的选择的重要决定。
该小脚
PLUS
肖特基二极管来在各种
包，用范围为r的
DS （ ON）
值。以同样重要
充电器为r的性能
DS （ ON）
值是
包热收视率。从下面的表中我们可以
见R的选择
thJA
在今天的可用值
行业标准的表面贴装封装。
表1中。
LITTLE FOOT
PLUS
封装选项
设备
SO- 8 -Si4833DY
TSSOP - 8 - Si6923DQ
TSOP- 6 - Si3853DV
1206-8 ChipFET - Si5853DC
R
thJA
（ _C / W ）典型
90
115
130
90
功耗问题
+
–
LITTLE FOOT
Plust
要选择最小包装的正确部分，电源
由两个功率器件耗散必须检查。在
情况下，充电开关，有两种操作模式
要考虑的问题。
PA
电池
+
–
在充电的第一阶段中，使用恒定电流，并且在
MOSFET处于在所述线性模式下操作。在这种模式下
设备可有效地用于调节可变电阻器
电池的充电电流。
一旦电池充电至预定的4.1 -V
电平，则系统电压环路将开始减小充电
电流，以维持所需的浮动电压，因此
恒压充电模式。用于恒定电压操作，
控制器将终止MOSFET的线性运算和
恢复到一个脉冲宽度调制（PWM ）模式。该
MOSFET被驱动作为完全饱和（欧姆）开关。
肖特基二极管总是需要串联在开关
防止反向电流流过MOSFET的体
漏极二极管，当外部电源被拔掉或
无动力。使用单独的MOSFET和肖特基二极管，而
比集成封装占用宝贵的电路板空间。
www.vishay.com
图1 。
LITTLE FOOT
Plust
肖特基综合
MOSFET和肖特基于一体的电源解决方案
包
无论选择哪种充电装置的，设计师是
由空间，成本和效率方面的考虑仍然约束。
有因此显然希望增加的水平
整合并减少元件数量和电路板尺寸。
文档编号： 71395
22-Jan-01
1
AN817
Vishay Siliconix公司
恒流模式
因为在MOSFET中工作在线性模式
恒流充电控制，该装置的损失可以是
简单地从欧姆定律计算：
P
损失
= (V
蝙蝠（最大）
– V
蝙蝠（分钟）
） ×1
OUT
用60℃为基准。因此，为了优化功率
耗散到最小的MOSFET封装下面
热公式可以用来：
P
D
= (T
J（下最大）
– T
AMB
)/R
thJA
其中：
P
D
= 0.79 W，T
J（下最大）
= 150_C和T
AMB
= 60_C
作为一种有效的线性稳压器，在MOSFET的功能
高功耗模式。此外，该系列肖特基二极管
有助于整体的功率损耗。典型的充电电流
为400 mA至700毫安，与锂离子电池电压
从4.1 V（全充电）变到3.0V （放电）
.
因此，在
500 - mA的充电电流，充电的锂离子电池系统
将要消散：
P
损失
MOSFET = （ 4.1
*
3.0)=)
P
损失
肖特基= V
F
I
F
= 0.48
0.5 = 0.55 W
0.5 = 0.24 W
因此，重新编排的R
thJA
= 114_C / W 。
良好的工程实践允许的10％的安全余量
经t
J（下最大）
值，从而降低了允许包
R
thJA
到大约104 ° C / W 。
同时从上面的计算，表1中，我们可以推断出
该最佳拟合包为MOSFET加上肖特基，而
仍然提供合适的功耗，是在SO- 8
封装和最近推出的ChipFETt 1206
封装。
然而，在封装尺寸向上移动可以不是
在很大程度上受到设备大小限制选项。因此
新ChipFET 1206包提供了一个典型的
thJA
只有
90 ℃/ W，占用面积比的TSOP -6，和一个热小40 ％
以前的表现只能用SO- 8封装。
总体而言，在恒定电流的总离散的充电
功率损耗= 0.79 W
恒压模式
对于充电循环的恒定电压部，将
MOSFET完全饱和。任何由此产生的损失将是
最小的和，假定T的最坏情况
J
150 ℃下
和V
GS
2.5 V，可以发现从：
P
D
导= （ IRMS ）
2
r
DS （ ON）
W
= (0.5)
2
0.232
= 0.058 W
P
D
开关=
1
/
2
V
L
(t
r
+ t
f
)
F
S
W
TSOP-6
假定100赫兹的开关
t
r
和叔
f
的1的值
女士。
0.5
(4.1
0.5)
(1
10
*
6 + 1
10
*
6)
100 = 2毫瓦
小40 ％的脚印
因此，从下的MOSFET中产生的损失
恒定电压工作是要少得多，大约
7.6％ -than下恒电流产生的损耗
操作。
SMD封装的热性能 -
我们可以散热与小脚
加
1206-8 ChipFET
环境温度通常引用的组件
在50 ℃的蜂窝电话范围内的计算，以65℃，
图2中。
www.vishay.com
2
文档编号： 71395
22-Jan-01
AN817
Vishay Siliconix公司
包装尺寸-1206 8 ChipFETt
4
D
8
7
6
5
L
ECN ： S- 59178 -REV 。 A， 8月17日 - 99
5
4 E
1
E
4
1
2
3
4
6
7
8
3
2
1
S
e
b
2X 0.10 / 0.13
c
后视图
MILLIMETERS
暗淡
民
1.00
0.25
0.1
2.95
–
1.55
0.30
英寸
民
0.039
0.010
0.004
0.116
–
0.061
0.012
喃
–
0.30
0.15
3.05
–
1.65
0.65BSC
–
0.55BSC
5_Nom
最大
1.10
0.35
0.20
3.10
1.80
1.70
0.45
喃
–
0.012
0.006
0.120
–
0.065
0.0256BSC
–
0.022BSC
5_Nom
最大
0.043
0.014
0.008
0.122
0.071
0.067
0.018
A
A
b
c
D
注意事项：
1所有尺寸以毫米为单位
2模具浇口毛刺不得超过每边0.13毫米。
3引线框架，以模制体的偏移在水平和垂直方向不得
超过0.08毫米。
4尺寸独占模式门毛刺。
5
没有允许的顶部和底部表面的铅模具闪光灯。
E
E
1
e
L
S
专注于Si5853DC ，该装置包含一个20 -V
p沟道MOSFET ，具有160毫瓦
DS （ ON）
在2.5 V值
栅极驱动加20 V， 1 -A肖特基二极管。从
前面的计算，可以看出， Si5853DC可以
作为一个恒定电流/恒定电压充电开关，
这样就消除了使用两个单独的装置和保存
显著的电路板空间。从我们的工作示例，用
500毫安的充电处获得该模具温度电流：
T
J
= (T
AMB
P
D
) + R
thJA
T
J
= (60_C
0.79 ） + 90_C / W
T
J
= 137.4_C
热电阻佐证1间中
2
PCB
和蜂窝尺寸PCA
第r
thJA
价值90 ° C / W-被计算中使用
基于上一个1中测定的值
2
印刷电路板用1盎司
铜两侧，如通常用于
表征功率MOSFET封装。
随后的描述中使用的蜂窝尺寸的PCA ，所以
利用一个点从该曲线进行比较的热阻
值，即在图形上为1206-8的0.8 -W点
ChipFET ，那么：
Q
JA
= T
J
– T
A
/P
D
Q
JA
= 98.5_C – 25_C/0.8
Q
JA
= 92℃ / W
这种计算表明，该Si5835DC是令人满意
对于一个典型的恒定电流/恒定电压溶液
收费策略，并能有效地代替一个单独的
串联连接的MOSFET和肖特基二极管，为的是
蜂窝电话中通常使用的。
所产生的
Q
JA
值越接近1-在
2
PCB的价值
90 ° C / W ，加上轻信较早的计算。
文档编号： 71395
22-Jan-01
www.vishay.com
3
AN817
Vishay Siliconix公司
测试结果
下图显示了功耗
的TSOP- 6的性能与在细胞大小的1206-8
PCA 。
的TSOP -6封装了用于比较的性能
由于其作为首选的足迹为功率MOSFET状态
蜂窝设计。
的增量步长功率被消耗在每个器件
和相应的结温进行了测量。
该1206-8 ChipFET具有优越的P
D
表现在所有
参考点，即时刻T
J
= 100_C （T
A
25_C的被包括在
此值）。
140
120
100
TSOP-6
80
60
40
20
0
0.0
1206-8 ChipFET
TSOP - 6 = 690毫瓦
1206-8 ChipFET = 805毫瓦
附录A
一个典型的收费计划
世界市场对高密度可充电电池作为
整体市场发展之间的过渡阶段
和市场的成熟。四种最常见的化学物质
用于功耗便携式设备是镍镉
电池（NiCd ） ，镍氢（ NiMH）电池，锂离子（Li + ）和
锂聚合物（ LIP） 。镍镉电池是目前在市场上的退休，
镍氢电池是完全成熟，锂离子在市场上的发展
像LiP的阶段，新的替代品在市场上酝酿。为
今天的蜂窝电话，一个单电池的Li +电池通常在电池
选择的，由于其小尺寸和高能量密度。
李+
细胞
是
通常
合适的
to
a
恒定电流/恒定电压充电策略和
虽然相对简单地实现，所述充电电池充电
实际上需要“浮动电压”区域的精确控制
为了获得长寿命电池的最大容量。在
总之，如果电压太低，电池不会完全
收取;如果电压过高，则循环寿命是显著
退化。此外，过度的过度或不足电荷的
锂离子电池可能会导致单位与灾难性故障
可能的爆炸。
如前所述，单节Li +电池的充电将遵循CC / CV
战略，如下面的曲线图。区域1是CC ，
区域2是CV 。
完全放电的电池（一般为3 V） ，首先由收费
一个恒定的电流，由于电池的电压远低于
4.1 -V的恒定电压的限制。一旦电池的电压上升到
4.1 V浮充电压时，充电电路限制了进一步
上升，端电压和充电电流自然
开始下降。通常，制造商推荐
之后，充电过程终止粗略1小时
电流已经下降到其峰值的10％。
结温（
_
C)
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
器件的功耗
网络连接gure 3 。
TSOP - 6的比较与ChipFET
这两个例子（实践和理论）展示
用小脚的有效性
PLUS
MOSFET和
集成肖特基功率封装。
该Si5853DC已经被证明是可行的应用
充电开关的单节锂离子充电方案。
相关材料的
1.
设计挑战电池供电电源
管理系统：
盖伊Moxey ，日前，Vishay Siliconix公司，
PCIM2000欧洲。
2.
无铅功率封装的信号新时代的曲面
MOUNT
半导体
开关：
家伙
Moxey ，
日前，Vishay Siliconix公司，
电子工程，
2000年6月发行。
3.
单通道1206-8 ChipFETt功率MOSFET
推荐焊盘图形性能和热性能：
迈克尔的速度，日前，Vishay Siliconix公司： TA811 ， www.vishay.com 。
www.vishay.com
4
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离散方法电池充电的蜂窝电话
盖伊Moxey和迈克尔速度
介绍
所有的便携式无线设备必须从接收功率
外部源，无论是墙上适配器适配器，车载充电器，
或基座。那么这个外部源将收取，在
预定方式，设备的内置电池。
中的便携式电话的情况下，电源管理
系统将采用充电控制电路来调节
的电压提供给从外部充电器对电池充电。
外部充电设备，无论是墙壁还是立方体
是利用汽车点烟充电器打火机，将提供
连续的，但是未调节电压到电话中，通常
4.2V，对于一个单一的锂离子（Li + ）电池。一个典型充电
设计探讨附录A.
充电控制了锂离子电池是最常见的实现
通过串联的分立MOSFET与肖特基二极管
通过板载的电源管理ASIC控制或
系统微处理器。这两个分立的集成
功率元件集成在一个单一的电源包，如
ChipFETt ，减小尺寸并简化了组装。
充电器
为此，从一个单独的肖特基二极管远离，并
MOSFET的两个设备的单个封装集成，如
在日前，Vishay Siliconix公司LITTLE FOOT
PLUS
TM
时，可有
显著优点。然而，在一个一体化的包装
这两种组分在一个高度耗散的方式操作，
使封装的选择的重要决定。
该小脚
PLUS
肖特基二极管来在各种
包，用范围为r的
DS （ ON）
值。以同样重要
充电器为r的性能
DS （ ON）
值是
包热收视率。从下面的表中我们可以
见R的选择
thJA
在今天的可用值
行业标准的表面贴装封装。
表1中。
LITTLE FOOT
PLUS
封装选项
设备
SO- 8 -Si4833DY
TSSOP - 8 - Si6923DQ
TSOP- 6 - Si3853DV
1206-8 ChipFET - Si5853DC
R
thJA
（ _C / W ）典型
90
115
130
90
功耗问题
+
–
LITTLE FOOT
Plust
要选择最小包装的正确部分，电源
由两个功率器件耗散必须检查。在
情况下，充电开关，有两种操作模式
要考虑的问题。
PA
电池
+
–
在充电的第一阶段中，使用恒定电流，并且在
MOSFET处于在所述线性模式下操作。在这种模式下
设备可有效地用于调节可变电阻器
电池的充电电流。
一旦电池充电至预定的4.1 -V
电平，则系统电压环路将开始减小充电
电流，以维持所需的浮动电压，因此
恒压充电模式。用于恒定电压操作，
控制器将终止MOSFET的线性运算和
恢复到一个脉冲宽度调制（PWM ）模式。该
MOSFET被驱动作为完全饱和（欧姆）开关。
肖特基二极管总是需要串联在开关
防止反向电流流过MOSFET的体
漏极二极管，当外部电源被拔掉或
无动力。使用单独的MOSFET和肖特基二极管，而
比集成封装占用宝贵的电路板空间。
www.vishay.com
图1 。
LITTLE FOOT
Plust
肖特基综合
MOSFET和肖特基于一体的电源解决方案
包
无论选择哪种充电装置的，设计师是
由空间，成本和效率方面的考虑仍然约束。
有因此显然希望增加的水平
整合并减少元件数量和电路板尺寸。
文档编号： 71395
22-Jan-01
1
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Vishay Siliconix公司
恒流模式
因为在MOSFET中工作在线性模式
恒流充电控制，该装置的损失可以是
简单地从欧姆定律计算：
P
损失
= (V
蝙蝠（最大）
– V
蝙蝠（分钟）
） ×1
OUT
用60℃为基准。因此，为了优化功率
耗散到最小的MOSFET封装下面
热公式可以用来：
P
D
= (T
J（下最大）
– T
AMB
)/R
thJA
其中：
P
D
= 0.79 W，T
J（下最大）
= 150_C和T
AMB
= 60_C
作为一种有效的线性稳压器，在MOSFET的功能
高功耗模式。此外，该系列肖特基二极管
有助于整体的功率损耗。典型的充电电流
为400 mA至700毫安，与锂离子电池电压
从4.1 V（全充电）变到3.0V （放电）
.
因此，在
500 - mA的充电电流，充电的锂离子电池系统
将要消散：
P
损失
MOSFET = （ 4.1
*
3.0)=)
P
损失
肖特基= V
F
I
F
= 0.48
0.5 = 0.55 W
0.5 = 0.24 W
因此，重新编排的R
thJA
= 114_C / W 。
良好的工程实践允许的10％的安全余量
经t
J（下最大）
值，从而降低了允许包
R
thJA
到大约104 ° C / W 。
同时从上面的计算，表1中，我们可以推断出
该最佳拟合包为MOSFET加上肖特基，而
仍然提供合适的功耗，是在SO- 8
封装和最近推出的ChipFETt 1206
封装。
然而，在封装尺寸向上移动可以不是
在很大程度上受到设备大小限制选项。因此
新ChipFET 1206包提供了一个典型的
thJA
只有
90 ℃/ W，占用面积比的TSOP -6，和一个热小40 ％
以前的表现只能用SO- 8封装。
总体而言，在恒定电流的总离散的充电
功率损耗= 0.79 W
恒压模式
对于充电循环的恒定电压部，将
MOSFET完全饱和。任何由此产生的损失将是
最小的和，假定T的最坏情况
J
150 ℃下
和V
GS
2.5 V，可以发现从：
P
D
导= （ IRMS ）
2
r
DS （ ON）
W
= (0.5)
2
0.232
= 0.058 W
P
D
开关=
1
/
2
V
L
(t
r
+ t
f
)
F
S
W
TSOP-6
假定100赫兹的开关
t
r
和叔
f
的1的值
女士。
0.5
(4.1
0.5)
(1
10
*
6 + 1
10
*
6)
100 = 2毫瓦
小40 ％的脚印
因此，从下的MOSFET中产生的损失
恒定电压工作是要少得多，大约
7.6％ -than下恒电流产生的损耗
操作。
SMD封装的热性能 -
我们可以散热与小脚
加
1206-8 ChipFET
环境温度通常引用的组件
在50 ℃的蜂窝电话范围内的计算，以65℃，
图2中。
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2
文档编号： 71395
22-Jan-01
AN817
Vishay Siliconix公司
包装尺寸-1206 8 ChipFETt
4
D
8
7
6
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L
ECN ： S- 59178 -REV 。 A， 8月17日 - 99
5
4 E
1
E
4
1
2
3
4
6
7
8
3
2
1
S
e
b
2X 0.10 / 0.13
c
后视图
MILLIMETERS
暗淡
民
1.00
0.25
0.1
2.95
–
1.55
0.30
英寸
民
0.039
0.010
0.004
0.116
–
0.061
0.012
喃
–
0.30
0.15
3.05
–
1.65
0.65BSC
–
0.55BSC
5_Nom
最大
1.10
0.35
0.20
3.10
1.80
1.70
0.45
喃
–
0.012
0.006
0.120
–
0.065
0.0256BSC
–
0.022BSC
5_Nom
最大
0.043
0.014
0.008
0.122
0.071
0.067
0.018
A
A
b
c
D
注意事项：
1所有尺寸以毫米为单位
2模具浇口毛刺不得超过每边0.13毫米。
3引线框架，以模制体的偏移在水平和垂直方向不得
超过0.08毫米。
4尺寸独占模式门毛刺。
5
没有允许的顶部和底部表面的铅模具闪光灯。
E
E
1
e
L
S
专注于Si5853DC ，该装置包含一个20 -V
p沟道MOSFET ，具有160毫瓦
DS （ ON）
在2.5 V值
栅极驱动加20 V， 1 -A肖特基二极管。从
前面的计算，可以看出， Si5853DC可以
作为一个恒定电流/恒定电压充电开关，
这样就消除了使用两个单独的装置和保存
显著的电路板空间。从我们的工作示例，用
500毫安的充电处获得该模具温度电流：
T
J
= (T
AMB
P
D
) + R
thJA
T
J
= (60_C
0.79 ） + 90_C / W
T
J
= 137.4_C
热电阻佐证1间中
2
PCB
和蜂窝尺寸PCA
第r
thJA
价值90 ° C / W-被计算中使用
基于上一个1中测定的值
2
印刷电路板用1盎司
铜两侧，如通常用于
表征功率MOSFET封装。
随后的描述中使用的蜂窝尺寸的PCA ，所以
利用一个点从该曲线进行比较的热阻
值，即在图形上为1206-8的0.8 -W点
ChipFET ，那么：
Q
JA
= T
J
– T
A
/P
D
Q
JA
= 98.5_C – 25_C/0.8
Q
JA
= 92℃ / W
这种计算表明，该Si5835DC是令人满意
对于一个典型的恒定电流/恒定电压溶液
收费策略，并能有效地代替一个单独的
串联连接的MOSFET和肖特基二极管，为的是
蜂窝电话中通常使用的。
所产生的
Q
JA
值越接近1-在
2
PCB的价值
90 ° C / W ，加上轻信较早的计算。
文档编号： 71395
22-Jan-01
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3
AN817
Vishay Siliconix公司
测试结果
下图显示了功耗
的TSOP- 6的性能与在细胞大小的1206-8
PCA 。
的TSOP -6封装了用于比较的性能
由于其作为首选的足迹为功率MOSFET状态
蜂窝设计。
的增量步长功率被消耗在每个器件
和相应的结温进行了测量。
该1206-8 ChipFET具有优越的P
D
表现在所有
参考点，即时刻T
J
= 100_C （T
A
25_C的被包括在
此值）。
140
120
100
TSOP-6
80
60
40
20
0
0.0
1206-8 ChipFET
TSOP - 6 = 690毫瓦
1206-8 ChipFET = 805毫瓦
附录A
一个典型的收费计划
世界市场对高密度可充电电池作为
整体市场发展之间的过渡阶段
和市场的成熟。四种最常见的化学物质
用于功耗便携式设备是镍镉
电池（NiCd ） ，镍氢（ NiMH）电池，锂离子（Li + ）和
锂聚合物（ LIP） 。镍镉电池是目前在市场上的退休，
镍氢电池是完全成熟，锂离子在市场上的发展
像LiP的阶段，新的替代品在市场上酝酿。为
今天的蜂窝电话，一个单电池的Li +电池通常在电池
选择的，由于其小尺寸和高能量密度。
李+
细胞
是
通常
合适的
to
a
恒定电流/恒定电压充电策略和
虽然相对简单地实现，所述充电电池充电
实际上需要“浮动电压”区域的精确控制
为了获得长寿命电池的最大容量。在
总之，如果电压太低，电池不会完全
收取;如果电压过高，则循环寿命是显著
退化。此外，过度的过度或不足电荷的
锂离子电池可能会导致单位与灾难性故障
可能的爆炸。
如前所述，单节Li +电池的充电将遵循CC / CV
战略，如下面的曲线图。区域1是CC ，
区域2是CV 。
完全放电的电池（一般为3 V） ，首先由收费
一个恒定的电流，由于电池的电压远低于
4.1 -V的恒定电压的限制。一旦电池的电压上升到
4.1 V浮充电压时，充电电路限制了进一步
上升，端电压和充电电流自然
开始下降。通常，制造商推荐
之后，充电过程终止粗略1小时
电流已经下降到其峰值的10％。
结温（
_
C)
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
器件的功耗
网络连接gure 3 。
TSOP - 6的比较与ChipFET
这两个例子（实践和理论）展示
用小脚的有效性
PLUS
MOSFET和
集成肖特基功率封装。
该Si5853DC已经被证明是可行的应用
充电开关的单节锂离子充电方案。
相关材料的
1.
设计挑战电池供电电源
管理系统：
盖伊Moxey ，日前，Vishay Siliconix公司，
PCIM2000欧洲。
2.
无铅功率封装的信号新时代的曲面
MOUNT
半导体
开关：
家伙
Moxey ，
日前，Vishay Siliconix公司，
电子工程，
2000年6月发行。
3.
单通道1206-8 ChipFETt功率MOSFET
推荐焊盘图形性能和热性能：
迈克尔的速度，日前，Vishay Siliconix公司： TA811 ， www.vishay.com 。
www.vishay.com
4
文档编号： 71395
22-Jan-01
AN817
Vishay Siliconix公司
离散方法电池充电的蜂窝电话
盖伊Moxey和迈克尔速度
介绍
所有的便携式无线设备必须从接收功率
外部源，无论是墙上适配器适配器，车载充电器，
或基座。那么这个外部源将收取，在
预定方式，设备的内置电池。
中的便携式电话的情况下，电源管理
系统将采用充电控制电路来调节
的电压提供给从外部充电器对电池充电。
外部充电设备，无论是墙壁还是立方体
是利用汽车点烟充电器打火机，将提供
连续的，但是未调节电压到电话中，通常
4.2V，对于一个单一的锂离子（Li + ）电池。一个典型充电
设计探讨附录A.
充电控制了锂离子电池是最常见的实现
通过串联的分立MOSFET与肖特基二极管
通过板载的电源管理ASIC控制或
系统微处理器。这两个分立的集成
功率元件集成在一个单一的电源包，如
ChipFETt ，减小尺寸并简化了组装。
充电器
为此，从一个单独的肖特基二极管远离，并
MOSFET的两个设备的单个封装集成，如
在日前，Vishay Siliconix公司LITTLE FOOT
PLUS
TM
时，可有
显著优点。然而，在一个一体化的包装
这两种组分在一个高度耗散的方式操作，
使封装的选择的重要决定。
该小脚
PLUS
肖特基二极管来在各种
包，用范围为r的
DS （ ON）
值。以同样重要
充电器为r的性能
DS （ ON）
值是
包热收视率。从下面的表中我们可以
见R的选择
thJA
在今天的可用值
行业标准的表面贴装封装。
表1中。
LITTLE FOOT
PLUS
封装选项
设备
SO- 8 -Si4833DY
TSSOP - 8 - Si6923DQ
TSOP- 6 - Si3853DV
1206-8 ChipFET - Si5853DC
R
thJA
（ _C / W ）典型
90
115
130
90
功耗问题
+
–
LITTLE FOOT
Plust
要选择最小包装的正确部分，电源
由两个功率器件耗散必须检查。在
情况下，充电开关，有两种操作模式
要考虑的问题。
PA
电池
+
–
在充电的第一阶段中，使用恒定电流，并且在
MOSFET处于在所述线性模式下操作。在这种模式下
设备可有效地用于调节可变电阻器
电池的充电电流。
一旦电池充电至预定的4.1 -V
电平，则系统电压环路将开始减小充电
电流，以维持所需的浮动电压，因此
恒压充电模式。用于恒定电压操作，
控制器将终止MOSFET的线性运算和
恢复到一个脉冲宽度调制（PWM ）模式。该
MOSFET被驱动作为完全饱和（欧姆）开关。
肖特基二极管总是需要串联在开关
防止反向电流流过MOSFET的体
漏极二极管，当外部电源被拔掉或
无动力。使用单独的MOSFET和肖特基二极管，而
比集成封装占用宝贵的电路板空间。
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图1 。
LITTLE FOOT
Plust
肖特基综合
MOSFET和肖特基于一体的电源解决方案
包
无论选择哪种充电装置的，设计师是
由空间，成本和效率方面的考虑仍然约束。
有因此显然希望增加的水平
整合并减少元件数量和电路板尺寸。
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22-Jan-01
1
AN817
Vishay Siliconix公司
恒流模式
因为在MOSFET中工作在线性模式
恒流充电控制，该装置的损失可以是
简单地从欧姆定律计算：
P
损失
= (V
蝙蝠（最大）
– V
蝙蝠（分钟）
） ×1
OUT
用60℃为基准。因此，为了优化功率
耗散到最小的MOSFET封装下面
热公式可以用来：
P
D
= (T
J（下最大）
– T
AMB
)/R
thJA
其中：
P
D
= 0.79 W，T
J（下最大）
= 150_C和T
AMB
= 60_C
作为一种有效的线性稳压器，在MOSFET的功能
高功耗模式。此外，该系列肖特基二极管
有助于整体的功率损耗。典型的充电电流
为400 mA至700毫安，与锂离子电池电压
从4.1 V（全充电）变到3.0V （放电）
.
因此，在
500 - mA的充电电流，充电的锂离子电池系统
将要消散：
P
损失
MOSFET = （ 4.1
*
3.0)=)
P
损失
肖特基= V
F
I
F
= 0.48
0.5 = 0.55 W
0.5 = 0.24 W
因此，重新编排的R
thJA
= 114_C / W 。
良好的工程实践允许的10％的安全余量
经t
J（下最大）
值，从而降低了允许包
R
thJA
到大约104 ° C / W 。
同时从上面的计算，表1中，我们可以推断出
该最佳拟合包为MOSFET加上肖特基，而
仍然提供合适的功耗，是在SO- 8
封装和最近推出的ChipFETt 1206
封装。
然而，在封装尺寸向上移动可以不是
在很大程度上受到设备大小限制选项。因此
新ChipFET 1206包提供了一个典型的
thJA
只有
90 ℃/ W，占用面积比的TSOP -6，和一个热小40 ％
以前的表现只能用SO- 8封装。
总体而言，在恒定电流的总离散的充电
功率损耗= 0.79 W
恒压模式
对于充电循环的恒定电压部，将
MOSFET完全饱和。任何由此产生的损失将是
最小的和，假定T的最坏情况
J
150 ℃下
和V
GS
2.5 V，可以发现从：
P
D
导= （ IRMS ）
2
r
DS （ ON）
W
= (0.5)
2
0.232
= 0.058 W
P
D
开关=
1
/
2
V
L
(t
r
+ t
f
)
F
S
W
TSOP-6
假定100赫兹的开关
t
r
和叔
f
的1的值
女士。
0.5
(4.1
0.5)
(1
10
*
6 + 1
10
*
6)
100 = 2毫瓦
小40 ％的脚印
因此，从下的MOSFET中产生的损失
恒定电压工作是要少得多，大约
7.6％ -than下恒电流产生的损耗
操作。
SMD封装的热性能 -
我们可以散热与小脚
加
1206-8 ChipFET
环境温度通常引用的组件
在50 ℃的蜂窝电话范围内的计算，以65℃，
图2中。
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2
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AN817
Vishay Siliconix公司
包装尺寸-1206 8 ChipFETt
4
D
8
7
6
5
L
ECN ： S- 59178 -REV 。 A， 8月17日 - 99
5
4 E
1
E
4
1
2
3
4
6
7
8
3
2
1
S
e
b
2X 0.10 / 0.13
c
后视图
MILLIMETERS
暗淡
民
1.00
0.25
0.1
2.95
–
1.55
0.30
英寸
民
0.039
0.010
0.004
0.116
–
0.061
0.012
喃
–
0.30
0.15
3.05
–
1.65
0.65BSC
–
0.55BSC
5_Nom
最大
1.10
0.35
0.20
3.10
1.80
1.70
0.45
喃
–
0.012
0.006
0.120
–
0.065
0.0256BSC
–
0.022BSC
5_Nom
最大
0.043
0.014
0.008
0.122
0.071
0.067
0.018
A
A
b
c
D
注意事项：
1所有尺寸以毫米为单位
2模具浇口毛刺不得超过每边0.13毫米。
3引线框架，以模制体的偏移在水平和垂直方向不得
超过0.08毫米。
4尺寸独占模式门毛刺。
5
没有允许的顶部和底部表面的铅模具闪光灯。
E
E
1
e
L
S
专注于Si5853DC ，该装置包含一个20 -V
p沟道MOSFET ，具有160毫瓦
DS （ ON）
在2.5 V值
栅极驱动加20 V， 1 -A肖特基二极管。从
前面的计算，可以看出， Si5853DC可以
作为一个恒定电流/恒定电压充电开关，
这样就消除了使用两个单独的装置和保存
显著的电路板空间。从我们的工作示例，用
500毫安的充电处获得该模具温度电流：
T
J
= (T
AMB
P
D
) + R
thJA
T
J
= (60_C
0.79 ） + 90_C / W
T
J
= 137.4_C
热电阻佐证1间中
2
PCB
和蜂窝尺寸PCA
第r
thJA
价值90 ° C / W-被计算中使用
基于上一个1中测定的值
2
印刷电路板用1盎司
铜两侧，如通常用于
表征功率MOSFET封装。
随后的描述中使用的蜂窝尺寸的PCA ，所以
利用一个点从该曲线进行比较的热阻
值，即在图形上为1206-8的0.8 -W点
ChipFET ，那么：
Q
JA
= T
J
– T
A
/P
D
Q
JA
= 98.5_C – 25_C/0.8
Q
JA
= 92℃ / W
这种计算表明，该Si5835DC是令人满意
对于一个典型的恒定电流/恒定电压溶液
收费策略，并能有效地代替一个单独的
串联连接的MOSFET和肖特基二极管，为的是
蜂窝电话中通常使用的。
所产生的
Q
JA
值越接近1-在
2
PCB的价值
90 ° C / W ，加上轻信较早的计算。
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3
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测试结果
下图显示了功耗
的TSOP- 6的性能与在细胞大小的1206-8
PCA 。
的TSOP -6封装了用于比较的性能
由于其作为首选的足迹为功率MOSFET状态
蜂窝设计。
的增量步长功率被消耗在每个器件
和相应的结温进行了测量。
该1206-8 ChipFET具有优越的P
D
表现在所有
参考点，即时刻T
J
= 100_C （T
A
25_C的被包括在
此值）。
140
120
100
TSOP-6
80
60
40
20
0
0.0
1206-8 ChipFET
TSOP - 6 = 690毫瓦
1206-8 ChipFET = 805毫瓦
附录A
一个典型的收费计划
世界市场对高密度可充电电池作为
整体市场发展之间的过渡阶段
和市场的成熟。四种最常见的化学物质
用于功耗便携式设备是镍镉
电池（NiCd ） ，镍氢（ NiMH）电池，锂离子（Li + ）和
锂聚合物（ LIP） 。镍镉电池是目前在市场上的退休，
镍氢电池是完全成熟，锂离子在市场上的发展
像LiP的阶段，新的替代品在市场上酝酿。为
今天的蜂窝电话，一个单电池的Li +电池通常在电池
选择的，由于其小尺寸和高能量密度。
李+
细胞
是
通常
合适的
to
a
恒定电流/恒定电压充电策略和
虽然相对简单地实现，所述充电电池充电
实际上需要“浮动电压”区域的精确控制
为了获得长寿命电池的最大容量。在
总之，如果电压太低，电池不会完全
收取;如果电压过高，则循环寿命是显著
退化。此外，过度的过度或不足电荷的
锂离子电池可能会导致单位与灾难性故障
可能的爆炸。
如前所述，单节Li +电池的充电将遵循CC / CV
战略，如下面的曲线图。区域1是CC ，
区域2是CV 。
完全放电的电池（一般为3 V） ，首先由收费
一个恒定的电流，由于电池的电压远低于
4.1 -V的恒定电压的限制。一旦电池的电压上升到
4.1 V浮充电压时，充电电路限制了进一步
上升，端电压和充电电流自然
开始下降。通常，制造商推荐
之后，充电过程终止粗略1小时
电流已经下降到其峰值的10％。
结温（
_
C)
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
器件的功耗
网络连接gure 3 。
TSOP - 6的比较与ChipFET
这两个例子（实践和理论）展示
用小脚的有效性
PLUS
MOSFET和
集成肖特基功率封装。
该Si5853DC已经被证明是可行的应用
充电开关的单节锂离子充电方案。
相关材料的
1.
设计挑战电池供电电源
管理系统：
盖伊Moxey ，日前，Vishay Siliconix公司，
PCIM2000欧洲。
2.
无铅功率封装的信号新时代的曲面
MOUNT
半导体
开关：
家伙
Moxey ，
日前，Vishay Siliconix公司，
电子工程，
2000年6月发行。
3.
单通道1206-8 ChipFETt功率MOSFET
推荐焊盘图形性能和热性能：
迈克尔的速度，日前，Vishay Siliconix公司： TA811 ， www.vishay.com 。
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4
文档编号： 71395
22-Jan-01
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