高集成型28V耐压5A开关模式电池充电管理器件——SGM41510

SGM41510是一款适用于单节锂离子电池和锂聚合物电池的高集成型28V耐压5A开关模式电池充电管理和系统电源路径管理器件。该器件采用绿色TQFN-4×4-24L封装，支持高达14V的高输入电压快速充电，低阻抗电源路径优化了开关模式运行效率、缩短了电池充电时间并延长了放电阶段的电池使用寿命；集成的阻抗补偿（IRCOMP）功能为电池提供了最大的满充电量；I2C可编程串行接口使其成为一个非常灵活的解决方案，适用于智能手机、平板电脑和便携式设备。

图1 SGM41510简化原理图

性能综述

SGM41510在系统和电池之间高度集成了输入反向阻断管（RBFET，Q1）、高压侧开关管（HSFET，Q2）、低压侧开关管（LSFET，Q3）、电池路径管（BATFET，Q4）及进行高侧栅极驱动和电池监视的自举二极管，大幅简化了系统设计，可为电池提供高达5A的充电电流。同时，SGM41510还具有高达5V/4A（1.2A~4A可调节）的高效率USB OTG电流能力。

NVDC路径管理功能将系统电压调节至稍高于电池电压的水平，但是不会下降至3.5V最小系统电压以下。这样，即使电池电量完全耗尽或被取出时，系统也能正常运行。当达到输入电流或电压限值时，动态电源管理（DPM）功能将自动减少充电电流至0。如果此后系统负载持续增加，DPM功能将通过电池放电直到满足系统电源需求。这种补充模式可防止输入源发生过载。

SGM41510在无需软件控制情况下就可启动并完成一个充电周期。它自动检测电池电压并通过三个阶段为电池充电：预充电、恒流充电和恒压充电。在充电周期的末尾，当充电电流低于预设定的满充截止限值时，充电器自动终止充电。电池电压下降到低于再充电阈值时，充电器将自动启动新的充电周期。

该器件还具有多个安全功能，如过压/过流保护、充电安全计时器、热关机和输入欠压锁定。如果结温超过120℃（可选）时，热调节功能会减少充电电流。STAT输出报告充电状态和任何故障状况，一旦发生故障，nINT会立刻通知主机。

参数特性

●     高效率5A 1.5MHz同步降压充电器

●     93.5%的充电效率（充电电流为1A）

●     92.5%的充电效率（充电电流为2A）

●     90.8%的充电效率（充电电流为3A）

●     低功耗PFM模式，适合轻载运行

支持USB（OTG）模式

●     最高4A（默认2.4A）输出电流

●     5V/1A输出时升压效率达94%

●     打嗝模式过流保护

●     高达500μF容性负载软启动能力

●     输出短路保护

●     可控的PFM轻载高效模式

单口USB或可调高电压适配器输入

●     支持3.9V至14V输入电压范围

●     可编程输入限流动态功率管理（100mA至4.9A，100mA/step），支持USB 2.0、USB 3.0标准和高压适配器

●     通过输入电压限制实现最大功率跟踪

●     VINDPM电池电压跟踪

阻性压降补偿（IRCOMP）

低至15mΩ BATFET实现最高电池放电效率

NVDC电源路径管理

可控的BATFET，支持运输模式、唤醒和完全系统复位

灵活自主的I2C接口控制，实现最佳系统性能

高集成度，包括全部开关、电流检测和环路补偿

运输模式10μA低电池泄漏电流

±0.5%充电电压调节精度

安全

●     热调节和热关断

●     输入欠压锁定

●     输入过压保护

测试结果

图2-图4展示了SGM41510在不同条件下的测试结果：

图2 Charge Efficiency

图4 Boost Efficiency

除SGM41510外，圣邦微电子还同步推出了开关模式充电器SGM41511（20V/3A PSEL）、SGM41512/A（20V/3A D+/D-），可与SGM2541/A和SGM6611等系列搭配使用，形成一套完整的无线充电系统。
编辑：hfy