HM5063A [HMSEMI]
constant current/constant voltage charging for single-cell lithium battery;
| 型号： | HM5063A |
| 厂家： | 
H&M Semiconductor |
| 描述： | constant current/constant voltage charging for single-cell lithium battery |
| 文件： | 总11页 (文件大小：1524K) |
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HM5063
单节锂电池开关式充电管理芯片
恒压 LDO 控制
产品概述
防反灌功能
HM5063 是一款对单节锂电池进行恒流/恒压充电的充电
管理芯片。内部包括基准，偏置、电压比较器和温度检测等
模块，采用 DC-DC 控制模式，频率为 1.5MHz，充电电流由
外部电阻设置，最大可达 2A。
充电电压精度为±1%，充电电流精度为±10%
低功耗工作
充电状态指示标志和充满状态指示标志
自动再充电
当输入电压低于 4.35V 时，芯片进入 SLEEP MODE 工
作模式，此时功耗会降低到 60µA 以下，同时关断充电。该
芯片充电过程由涓流、恒流、恒压和再充电等过程组成，外
部有 2 个 LED 可以对各种充电状态进行显示。
■ 产品用途
移动电话
数码相机
MP4 播放器
电子词典
便携式设备
各种充电器
移动电源
PADs
内置温度保护与负载短路保护，确保 IC 的高可靠性。
通过调节 MODE 端口的信号，可以选择输出电流为编
程电流或者 0.6 倍编程电流，用来适应不同的适配器，用以
满足 BC1.2 标准。同时根据 VIN 端口的电压，HM5063 也具
备自动识别 USB2.0 或 USB3.0V 功能！
采用 DFN-10L、DFN-8L、SOP8-PP 等封装形式。
产品特点
恒流 PWM 电流模 DC-DC 控制
■ 封装信息
■ 引脚功能描述
引脚名
引脚号
DFN-10L(D) DFN-10L(M) DFN-8L SOP8-PP
功能描述
1
2
4
5
-
1
2
3
4
5
-
2
3
4
5
-
电源输入端口
VIN
2
电池温度检测输入端口，不检测电池温度则此管脚接GND
NTC
3
充电状态显示。
CHRG
BATT
FB
5
电池端
4
外置反馈输入端，用来微调输出电压。
6
8
10
9
6
6
7
8
1
6
7
8
1
电流检测端
SENSE
MODE
GND
SW
7
模式选择端，接”L”选择编程电流，接”H”选择0.6倍编程电流
8、10
地
9
电感开关端口
HM5063
■ 功能框图
■ 订购信息
HM5063 ①②③④
标号
描述
标记
A
描述
外置反馈
固定输出
外置FB
4.2
①
反馈方式
F
D
②
③
④
输出电压
封装类型
器件方向
1
D
DFN3*3-10L(D)
DFN3*3-10L(M)
DFN3*3-8L
SOP8-PP
正向
M
H
S
R
L
反向
HM5063
■ 打印信息
① 表示反馈方式
标号
A
反馈方式
外置反馈
固定输出
产品名称
HM5063A◆◆◆
HM5063F◆◆◆
F
② 表示封装形式
标号
D
封装形式
DFN3*3-10L(D)
M
DFN3*3-10L(M)
DFN3*3-8L
SOP8-PP
H
S
注：第二行****表示生产批号及工艺编号，由公司内部制定
■ 绝对最大额定值
参数
标号
VIN
最大额定值
单位
VIN 端电压
VSS-0.3～VSS+6
VSS-0.3～VIN+0.3
Vss-0.3～6
VSS-0.3～6
VSS-0.3～6
VSS-0.3～6
VSS-0.3～6
VSS-0.3～6
±2.5
SW 端电压
Vsw
BATT 端电压
SENSE 端电压
CHAG 端电压
MODE 端电压
NTC 端电压
FB 端电压
Vbat
Vsense
Vchrg
Vms
Vntc
Vfb
V
SW 端电流
Isw
A
°C
V
工作外围温度
存储温度
Topa
Tstr
-40～+85
-65～+125
4000
ESD 放电能力(HBM)
注意： 绝对最大额定值是指在任何条件下都不能超过的额定值。万一超过此额定值，有可能造成产品劣化等物理性损伤。
HM5063
■ 电气特性
默认 VIN=5V，RS=0.05ohm，TA=25℃(除非特殊指定)
测试
参数
标号
条件
最小
典型
最大
单位
电路
输入电压
VIN
IQ
4.35
50
5
6
V
1
待机模式 VIN<4.35V
充电结束
60
70
1.2
0.1
8
µA
mA
µA
µA
2
2
2
2
输入电流
ISTB
IR
0.83
0
0.92
0.01
6.5
反灌电流，VBATT>VIN
待机模式（充电结束）
电池端电流
IB
5
3V<VBATT<4.18V，
VMODE=VML
90
50
100
60
110
70
mV
mV
1
1
电流检测端压差
VSENSE
3V<VBATT<4.18V
VMODE=VMH
恒流充电电流
ICHARGE
IEND
VBATT<4.18V
VBATT>4.2V
-
VSENSE/RS
-
A
mA
V
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
充电截至电流
50
65
2.92
130
1.5
-
80
涓流充电极限电压
电池再充电迟滞电压
振荡器频率
VTR
2.8
90
3
ΔVREG
FOSC
VML
VBATT - VRECHARGE
RL=100mA
170
1.65
0.8
-
mV
MHz
V
1.35
-
MODE低电平
-
MODE高电平
VMH
-
1.2
6
-
V
MODE端电流
IMODE
VUVLO
VHOT
VCOLD
TSD
VMODE=5V
VIN 由低到高调节
VIN 由低到高调节
电池电压从 VIN 到低调节
VIN=5V
7.5
4.35
6.5
4.37
1.67
3.33
153
25
9
µA
V
电源低电压闭锁
电源高电压闭锁
电池高电压闭锁
NTC高温关断电压
NTC低温关断电压
温度保护
4.3
6.4
4.32
1.57
3.23
143
20
4.45
6.6
4.42
1.77
3.43
163
30
V
V
V
2
2
1
1
ΔTSD
IQ
VIN=5V
V
℃
℃
温度保护迟滞
ISTB
HM5063
■ 测试电路
测试电路 1
测试电路 2
注：测试电路中未引出的 PIN 均悬空。
SW 端波形与输出纹波
■ 典型特性曲线
默认 VIN=5V、充电电流 2A
充电电流与充电效率
HM5063
■ 典型应用方案
■ 应用说明
工作原理
HM5063 是一款恒流恒压锂电池充电芯片，通过 PWM 控制的电流模 DC-DC 拓朴结构来实现，充电电流由外部连接在 VBATT
和 SENSE 两端的电阻来设置，芯片内部由一个高精度的基准来设置充电电压。
当输入电压 VIN 低于 UVLO 电平（4.35V）时，芯片进入 SLEEP MODE 工作，此时芯片功耗降到 60µA 以下。当 VIN 引脚
电压上升到 UVLO 电压以上时，芯片进入充电模式，此时 LED 显示为红灯亮。如果电池电压低于涓流充电阈值电压（2.9V），充
电器进入涓流充电模式，涓流充电设定为 25％的最大充电电流。当电池电压超过涓流充电阈值，充电器进入恒流充电模式，此时
的充电电流由内部的 100mV 基准和外部的检测电阻来决定，计算公式如下：IBATT=100mV/RS
当电池电压靠近目标值 4.2V，芯片充电电流开始下降并进入 LDO 恒压充电模式，当电流下降到 65mA 时停止充电，LED 显
示绿灯亮。在电池未离开 BATT 端且电池电压下降到 4.07V 时，芯片会自动进入 RECHARGE 状态，重新开始充电周期。
电流设置
HM5063 的 MODE 端口用来选择充电电流。当 MODE 接低电平，IBATT=100mV/RS；当 MODE 接高电平时，充电电流自动
降低为 60mV/RS。因此系统检测适配器的类型后，可以切换HM5063 的充电电流。另外当 VIN 电压小于 4.7V 后，HM5063 根据
VIN 端的电压可以自行判断允许的最大电流，从而保护 USB 端口不会过流。
当 VIN 高于 UVLO 电压但低于 4.6V 时，输入端的峰值电流将会被限制在 500mA 以内，当 VIN 大于 4.6V 但小于 4.8V，输
入端的峰值电流将会被限制在 1A 以内。只有当 VIN 超过 4.8V 才会进入全电流模式。如果在充电开始之前检测到 VIN>4.75V，
但充电过程中如果 VIN 出现 4 次低于 4.6V，则判定为 USB 模式，输入端的峰值电流将会被限制在 500mA 以内，此时即使
VIN 升高到 4.6V 以上，电流也不会增加，除非重新加载 VIN（拔除充电器之后再插上）。
温度保护
芯片内置有温度补偿电路，当芯片温度达到 100 度时，最大充电电流随着温度的升高而下降，降低了芯片热击穿的可能性，
提高芯片级系统的可靠性。当温度超过 153 度时，芯片进入过温保护，停止充电。
芯片还带有电池温度检测功能，此功能通过 NTC 端来实现。VIN 接分压电阻 RT1 和 RT2，在 NTC 端接一个负温度系数的
10KΩ热敏电阻 RNTC（MF103F338F），RT1 和 RT2 要根据电池的温度监测范围和热敏电阻的电阻值来确定。
假设设定的电池温度范围为 TL～TH，（TL＜TH)；负温度系数的热敏电阻（NTC），RTL 为其在温度 TL 时的阻值，RTH
HM5063
为其在温度 TH 时的阻值，RTL＞RTH。
在温度 TL 时，NTC 端的电压 V_TL 为：
RT2// RTL
；
；
V _TL VIN
R
RT1 RT2// TL
RT2// RTH
在温度 TH 时，NTC 端电压 V_TH 为：
V _TH VIN
R
RT1 RT2// TH
3
2
3
1
RTL RTH
3 RTL RTH
R
RTL 2 TH
由
V
、
V
，得
1
，
V _TL
IN V _TH IN
RT
RT2
2 (
RTL TH
R
)
3
同理，如果电池采用正温度系数（PTC）的热敏电阻，则 RTH＞RTL，在 RT1 和 RT2 的公式中，将 RTL 和 RTH 对调即可。
从上面的推导中可以看出，待设定的温度范围与电源电压 VIN 无关，仅与 RT1、RT2、RTL、RTH 有关；其中 RTL、RTH
可通过查阅相关的电池手册或通过实验测试得到。
在实际应用中，若只关注某一端的温度特性，比如过热保护，则 RT2 可以不用，而只用 RT1 即可。R1 的推导也变得十分简
单，在此不再赘述。
举例说明：选取 NTC 电阻 10K，RT1=2.54K，RT2=5.32K。可实现-20 到 60 度范围的温度检测功能。
该引脚可以直接接到 GND，来屏蔽该温度检测功能。
使能控制
VIN
NTC
可通过 I/O 端口将 NTC 作为充电使能端口来应
用。
RT1
HM5063
I/O
RC
当 I/O 控制电压为 0 时，
RT2// RNTC
，芯
V _OFF VIN
RT2
RNTC
R
RT1 RT2// NTC
片处于充电禁止状态。
当 I/O 控制电压为高电平 VH 时，
1
VIN VH
1
1
1
2
V
，根据上式选择合适的 RT1、RT2 和
VIN V _ON (
)/
IN
3
RT1 RC
RT1 RC RT2// RNTC
3
RC，可实现 I/O 芯片的使能控制。
注：当 NTC 电阻不接时，上式中的
R
简化为 RT2。
RT2// NTC
举例说明：取
R
=10K=RT1，RC=2K。VIN=5V 时，则 V_OFF=0.7V，芯片处于充电禁止状态；V_ON=3V，
RT2// NTC
芯片处于充电允许状态。
BATT 电压微调
HM5063 可以通过在 FB 与 BATT 端口串联小电阻来实现对充电输出电压的微调。通常情况下，将 FB 与 BAT 短接，则适合
充满恒压为 4.2V 的锂电池充电。当客户需要做 4.2V 以上的电压时，可以在 FB 与 BATT 端口串联小电阻来微调。假设 VBATT
的目标电压为 VBAT1，则微调电阻的计算方法如下：
RFB=(VBAT1-4.2)×200 (kΩ)
例如，客户要求做充满电压为 4.35V，则根据上述公式，可以选择 RFB=30KΩ。
HM5063
充电状态
根据电池及环境的情况不同，CHRG 端的 LED 显示不同工作状态：
工作状态
红灯(D1)
绿灯(D2)
异常
常灭
常灭
充电
常亮
常灭
充满
常灭
常亮
空载
闪烁
常亮
灯的亮度由 R1、R2 电阻决定，通过 D1（或者 D2）的电流为 0.5*VIN/R1。
例如 VIN=5V，取 R1=R2=330Ω，LED 电流 7.5mA。
充电异常情况：VIN 端 UVLO，VIN 端 OVP，NTC 异常，内部温度保护，BATT 端 OVP。
HM5063
■ 封装信息
DFN3*3-10L
HM5063
DFN3*3-8L
HM5063
SOP8-PP
相关型号：
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