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開關型2/3/4節鋰離子/鋰聚合物充電管理芯片
1、HB6295功能簡述
1.1、特性
● 適用於2、3、4 節鋰離子/鋰聚合物高效率充電
器設計
● 0.5％的充電電壓控制精度
● 恆壓充電電壓值可通過外接電阻微調
● 智能電池檢測
● 外置功率MOSFET
● 開關頻率400KHz
● 可編程充電電流控制，最大充電電流可達4A
● 動態功率管理
● 98%最大Duty
● 防反向保護電路可防止電池電流倒灌
● NTC 熱敏接口監測電池溫度
● LED 充電狀態指示
● 輸入管腳最大耐壓28V
● 工作環境溫度範圍：-20℃～70℃
● TSSOP-24、QFN-24 兩種封裝形式
1.2、應用
● 手持設備，包括醫療手持設備
● Portable-DVD、PDA、移動蜂窩電話及智能手機
● 筆記本電腦
● 手持電腦
● 自充電電池組
● 獨立充電器
1.3、概述
HB6295 為開關型2、3、4 節鋰離子/鋰聚合物電池
充電管理芯片，非常適合於便攜式設備的充電管理應用。
HB6295 外置功率MOSFET、高精度電壓和電流調節器、預
充、充電狀態指示和充電截止等功能于一體，採用
QFN-24 封裝形式。HB6295 對電池充電分為三個階段：預
充（Pre-charge）、恆流（CC/Constant Current）、恆壓
（CV/Constant Voltage）過程，恆流充電電流通過外部
電阻決定，最大充電電流為4A. HB6295 集成最大輸入
電流限制、短路保護，確保充電芯片安全工作.HB6295
集成NTC 熱敏電阻接口，可以採集、處理電池的溫度信
息，保証充電電池的安全工作.
2、HB6295應用電路
圖 2.1、HB6295 應用示意圖
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3、管腳定義
圖 3.1.1、HB6295 管腳分布圖
表3.1.1、HB6295 管腳描述
序號 符號 I/O 描述
1 CELL I 充電電池節數調整
2 REF42 O 參考電平
3 ISETIN I 充電電流調整，利用電阻分壓使輸入電壓在0 到4.2v 之間，對充電電流進行調整
4 AGND I 模擬地
5 CS I 電流檢測正端輸入
6 BATT I 電池電壓檢測，電流檢測負端輸入
7 VTRIM I 恆壓充電電壓微調
8 CSAV O 平均充電電流檢測
9 CCI O 充電電流調整環路補償管腳
10 CCS O 輸入電流調整環路補償管腳
11 CCV O 電壓調整環補償管腳
12 THM I 電池溫度檢測輸入管腳
13 SLEEP O 輸入電壓低於電池電壓，輸出高阻
14&15 STAT1 O (STAT1)綠 (STAT2)紅 描述
滅 滅 沒有充電或者無電池
滅 亮 正在充電
亮 滅 充電完成
滅 脈衝1(0.5Hz) 故障狀態
STAT2 O
滅 脈衝2(2.0Hz) 電池溫度異常
16 TIMER O 外接電容到地，對充電時間進行控制
17 PGND I 功率地
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18 DLO O 同步整流管驅動
19 DHI O 高端PMOS 管驅動
20 DCIN-6 O DHI 驅動低電平，比輸入電壓低6v，對PMOS 管柵極電壓進行限制
21 CSSN I 輸入電流檢測負端輸入
22 CSSP I 輸入電流檢測正端輸入
23 DCIN I 電源輸入
24 V55 O 外接穩壓電容，內部邏輯電源
5、HB6295電氣特性和推薦工作條件
表5.1.1、HB6295 推薦工作條件
參數 最小值 典型值 最大值 單位 備註
電源電壓 9 12 28 V /
環境溫度 -20 70 ℃ /
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6、HB6295性能參數
表6.1.1、HB6295 性能參數(Ta=25℃)
參數 符號 測試條件 最小 典型 最大 單位
輸入電流
DCIN 供電電流 IDCIN 5 mA
VI(BAT)=8.4V 15
SLEEP 模式電流 ISLP VI(BAT)=12.6V 30
VI(BAT)=16.8V 45
uA
電壓調整
輸出電壓 VOREG / 4.2 V/cell
輸出電壓精度 -0.5% +0.5%
充電電流
恆流充電電流 ICHG 200 4000 mA
檢流電阻RSNS 兩端電壓 VIREG VISETIN=4.2V 200 mV
預充電電流
2 節電池 6 V
預充電轉快速充電閾值電壓 VLOWV 3 節電池 9
4 節電池 12 V
預充電電流範圍 IPRECHG 40 800 mA
充電截止電流
充電截止電流範圍 ITERM 25 500 mA
截止電流係數 ITERM/ICHG 1/8 mV
再充電電壓
再充電閾值電壓 VRCH 4.1 V/cell
TIMER輸入
TIMER 係數 KTIMER 4.66 H/10nF
CTIMER 電容 CTIMER 10 nF
PWM
振盪頻率 400 KHz
最大占空比 DMAX 98％
最小占空比 DMIN 1％
電池檢測
時間錯誤時的電池檢測電流 IDETECT 5 mA
放電電流 IDISCHARG 1 mA
放電時間 TDISCHARG 1 S
喚醒電流 IWAKE 5 mA
喚醒時間 TWAKE 0.5 S
保護
過壓保護閾值 117 ％VOREG
電流限值 3.5 A
短路電壓閾值 2 V/cell
短路電流 30 mA
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7、工作流程圖
Yes
No
No
POR
VCC>VBAT
任何時候都檢測
停止充電；使能IDISCHG2,
時間為tDISCHG2
指示正在充電
CC/CV
預充電IPRECHAG
指示正在充電
睡眠模式
睡眠模式指示
兩燈都不亮
檢測電池溫度是
否超過52度？
VBAT<VLOWV
ITERM檢測？
Yes
Yes
Yes
Yes
Yes
Yes
Yes
No
No
Yes
No No
No
No
No
Yes
No
No
Yes
電池檢測
檢測電池是否在？
指示電池不在
No
Yes
啟動預充電
時間計數
檢測電池溫度是
否超過52度？
暫停充電
指示電池溫度過高
暫停充電
暫停充電
指示電池溫度過高
暫停充電
檢測電池溫度是
否超過52度？
VBAT<VLOWV
指示正在充電
檢測電池溫度是
否超過52度？
檢測電池溫度是
否超過52度？
暫停充電
指示電池溫度過高
暫停充電
VBAT<VLOWV
啟動快速充
電時間計數
快速充電時
間是否到？
預充電時間
是否到？
No
Yes
錯誤狀態
使能IDETECT
指示錯誤狀態
VBAT>VRCH
VBAT>VRCH
取消IDETECT
指示錯誤狀態
充電完成
指示充電結束
電池移除
指示電池不在
錯誤狀態
指示錯誤狀態
置換電池？
VBAT<VRCH
Yes
No
Yes
No
Yes
No
VBAT<VRCH
Yes
No
圖 7.1、充電流程圖
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8、HB6295功能描述
8.1、鋰電池充電介紹
圖8.1、鋰電池充電曲線示意圖
鋰電池充電過程主要分為三個階段：預充、恆流充
電和恆壓充電.當電池電壓過低，需要小電流對電池進行
喚醒充電，恢復深度放電的電池，即電池預充電階段.
恆流充電階段充電電流保持恆定，同時電池電壓不斷上
升.當電池電壓達到一定設定的恆壓值時進入恆壓充電
階段，此時充電電流不斷下降，直到電流小到充電截至
電流時停止充電，在這個過程中電壓會略有上升.
8.2、預充電電流
上電后，如果電池電壓低於VLOWV 閾值電壓，HB6295
啟動一個預充電過程對電池充電，預充電電流為IPRECHG.
預充電時間（tPRECHG）為總充電時間的1/8.當TTC 接地
時，總的充電時間沒有限制，預充電時間TPRECHG 固定為
40 分鐘.如果充電時間超過TPRECHG，電池電壓仍低於VLOWV，
HB6295 停止充電並指示錯誤，引腳RED 輸出一個頻率為
0.5Hz 的脈衝.上電復位和更換電池都將能退出錯誤狀
態.
預充電電流為恆流充電電流的1/5.
8.3、恆流充電電流設定
電池充電的電流值ICHG，由外部電流檢測電阻RSNS
和管腳ISETIN 的輸入電壓共同設定.設置充電電流，我
們首先選擇RSNS，RSNS 太大會降低充電效率，太小則影響
檢測精度，一般取0.1Ω.確定了RSNS 之後，可以通過下
面的公式計算恆流充電電流.
20 RSNS
VISETIN
ICHG
´
=
如確定RSNS 為0.1Ω，當管腳ISETIN 接4.2V 參考
電壓時，此時恆流充電電流為2A.
8.4、充電電壓設定
電池電壓低於3.0V（雙節電池低於6V）時進入預
充電模式；
充電截至電壓4.2V/CELL；
當充電完成后，如果電池由於電流洩漏電壓降到
4.1V/CELL 以下時，進入再充電週期.
8.5、充電時間限制
HB6295 內部對預充電和總充電時間進行限制，總的
充電時間限制：
TCHARGE=CTTC•KTTC
其中，CTTC 為引腳TTC 接的電容值，KTTC 為係數.
當外接10nF 電容時，充電時間為4.66 小時,如果要
延長限制時間，則可以按比例增加TTC 腳的外接電容.
預充電的時間為總充電時間的1/8，如果在這個時間里
面相應的充電週期沒有完成，芯片進入FAULT 狀態.管腳
RED 輸出脈衝指示.
8.6、充電截止電流
在恆壓階段，充電電流值減少到ITERM 時，HB6295
內部產生EOC 信號，充電截止.充電截止電流可通過管腳
CSAV 外接電阻設置：
SNS CSAV
TERM R R
I
´
= 480
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8.7、電池檢測
對於電池包可移除的應用場合，HB6295 提供一種
智能檢測電池包的方案.
上電或 Vrch
VBAT<VSHORT
使能
IDISCHARGE
檢測到電池
開始充電
VBAT>VOREG
施加
IWAKE
檢測到電池
開始充電
電池不在
YES
NO
YES
YES
上電時或者由於電池移除及
電池放電使VBAT下降到
Vrch以下時啟動電池檢測
NO
圖 8.2、電池檢測流程圖
充電完成后，電池電壓檢測腳的電壓保持在再充電
閾值電壓VRCH 以上.由於電池放電或者是電池移除，導
致電池電壓檢測腳的電壓低於再充電閾值電壓時，
HB6298A 啟動電池檢測過程，如圖8.2 所示.該檢測過程，
先使能一個週期時間為TDETECT 的檢測電流(IDETECT)，並
檢查電池電壓是否低於短路閾值電壓（VSHORT）.如果電
池電壓高于VSHOTR，則檢測到電池，啟動充電過程，否
則，說明電池不在，啟動下一步檢測過程，使能一個周
期時間為TWAKE 的喚醒電流（IWAKE），並檢查電池電壓是
否低於再充電閾值電壓.如果此時電池電壓低於再充電
閾值電壓，則說明電池在，啟動充電過程，否則，說明
電池不在，再一次執行無電池檢測的第一步.
圖8.3、電池檢測波形
無電池檢測的波形如上圖所示,TDISCHARGE 為1
秒,TWAKE 為0.5 秒.
8.9、睡眠模式
當輸入電壓小於電池電壓時，HB6295 進入睡眠模式.
芯片停止工作.
8.10、參考電壓
HB6295 通過管腳V55、REF42 產生兩組電壓，管腳
V55 的電壓為5.5V 左右，為內部低壓電路提供電源；
REF42 為4.2V 參考電壓，提供基準電壓.
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8.11、充電狀態指示
(STAT1)綠 (STAT2)紅 描述
滅 滅 沒有充電、無電池或睡眠模式
滅 亮 正在充電
亮 滅 充電完成
滅 脈衝1(0.5HZ) 故障狀態（預充電超時，總充電時間超時，過電壓等）
滅 脈衝2(2.0HZ) 電池溫度異常
8.12、電池過溫保護
通過NTC 熱敏電阻檢測電池溫度，NTC 阻值隨着電
池溫度變化而變化，因此當NTC 與正常電阻串聯對VREF
參考電壓進行分壓，分壓值會隨着NTC 阻值的變化而變
化，這個電壓通過管腳TEMP 反饋到芯片內部進行控制.
如下圖所示, R6 的阻值等於NTC 電阻在52℃時阻值的
20.5 倍.當電池溫度高于52℃時，RED 管腳輸出一個頻
率為2Hz 的脈衝指示信號.如果不需要對電池進行過溫
檢測，則可以把NTC 替換為阻值為R6 的1/2 的電阻.(不
需要低溫保護)
圖 8.4、NTC 連接示意圖
8.14、超時錯誤恢復
由工作流程圖所示，HB6295 提供充電超時錯誤（包
括預充電超時和總充電時間超時）的恢復機制.總結如
下：
情況 1：VBAT電壓大於再充電閾值電壓併發生超時
錯誤.
恢復機制：由於電池對負載放電、自放電或者是電
池移除，使得電池檢測電壓降到再充電閾值電壓以下.
此時，HB6295 清除錯誤狀態，並進入無電池檢測過程.
此外，上電復位可以清除這種超時錯誤狀態.
情況2：充電電壓低於再充電閾值電壓併發生超時
錯誤.
恢復機制：發生這種情況時，HB6295 使能一個
IDETECT 電流.這個小電流可用來檢測電池在不在.只要電
池電壓低於再充電電壓，該電流一直保持.如果電池電壓
高于再充電電壓，那麼HB6295 取消IDETECT 電流，並執
行情況1 的恢復機制.就是一旦電池電壓又低於再充電
閾值電壓時，HB6295 清除超時錯誤，並進入無電池檢測
過程.上電復位可以清除這種超時錯誤狀態.
8.15、輸出過電壓保護
HB6295 內置過電壓保護功能.當電池電壓過高時，
比如說電池突然移除時產生的過電壓，該功能可以保護
器件本身和其他元器件.當檢測到過電壓時，該功能立即
關閉PWM，並指示錯誤.當電壓檢測電壓低於再充電閾值
電壓時，該錯誤解除.
8.16、電感選擇
為了保証系統穩定性，在預充電和恆電流充電階
段，系統需要保証工作在連續模式(CCM).根據電感電流
公式：
) VBAT
V
V V
(
L FS
1
#I
IN
IN - BAT ´
´
=
其中DI 為電感紋波、FS 為開關頻率，為了保証在
預充電和恆流充電均處於 CCM 模式，DI 取預充電電流
值，即為恆流充電的1/5,根據輸入電壓要求可以計算出
電感值.
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9、HB6295封裝
表9.1、TSSOP-24 封裝尺寸表
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