NJW4120 リチウムイオン電池充電制御 IC (タイマー内蔵) ■概 要 NJW4120 は、AC-DC の２次側制御機能を内蔵した 1cell/2cell のリチウムイオン電池充電制御 IC です。充電に最適な電圧/電流 情報をフォトカプラにより１次側へ直接フィードバックさせる ことで、電力効率を高め、充電器の小型、省電力化を実現しま す。充電電流を任意に設定できるため、電池容量に対して最適 な充電が可能です。 また安全機能として、過電圧、過放電電池、温度検出、充電 オーバータイマーを設けており、1 チップでアダプターと充電制 御回路を構成できます。 ■外 形 NJW4120M NJW4120V ■特 徴 ●フォトカプラによる充電制御フィードバック ●電池電圧の任意設定 ●予備/急速充電電流の任意設定 ●温度検出の任意設定 ●充電オーバータイマー ●再充電機能内蔵 ●誤動作防止遅延回路内蔵 ●過放電電池対応（低電圧検出） ●過電圧保護機能 ●Bi-CMOS 構造 ●外形 NJW4120M : DMP20 NJW4120V : SSOP20 ■ピン配置 P-CHG 1 20 Q-CHG NFB 2 19 CS1 TX-SW 3 18 CS2 GND 4 17 VS PC 5 16 VREF ADP 6 15 V LED-G 7 14 TDET LED-R 8 13 TH C1 9 12 TL C2 10 11 CHG-SW + NJW4120M NJW4120V Ver.2013-02-12 -1- NJW4120 ■絶対最大定格 (Ta=25°C) 項 目 記 号 電源電圧 C1 端子印加電圧 C2 端子印加電圧 TDET 端子印加電圧 TX-SW 端子電流 PC 端子電流 LED-G 端子電流 LED-R 端子電流 定 + V VC1 VC2 VTDET PD 動作温度範囲 保存温度範囲 Topr Tstg 単 位 +15 +5 +5 +5 50 50 20 20 DMP20 :300 SSOP20 :300 -20∼+85 -40∼+125 ISINK-SW ISINK-PC ISINK-G ISINK-R 消費電力 格 V V V V mA mA mA mA mW °C °C ■電気的特性 (V+=5V, Ta=25℃) 項 目 総合特性 動作電圧範囲 消費電流 記 号 VOP ICC 条 CHG-SW: OPEN 低電圧誤動作防止回路部 ON スレッシホールド電圧 OFF スレッシホールド電圧 ヒステリシス幅 VT-ON VT-OFF VHYS 基準電圧部 基準電圧 ロードレギュレーション VREF ⊿VREF IREF=0mA IREF=0mA∼1mA 急速充電検出電圧 VQ-CHG VS: L→H 再充電検出電圧 VR-CHG VS: H→L 過電圧検出電圧 VOV VS: L→H VREF-CV VREF-ADP IVS VT-TDET VS 端子 件 最小 標準 最大 単位 2.7 − − 2 14 3 V mA 2.2 2.0 100 2.3 2.1 200 2.4 2.2 300 V V mV 1.228 − 1.24 − 1.253 10 V mV 電圧検出部 充電制御部基準電圧 アダプタ制御部基準電圧 VS 端子入力電流 電池セット検出電圧 低電圧検出（2mA 充電）部 充電電流 低電圧検出電圧 -2- ICHG1 VLV VS=2.1V TDET 端子 VS=1V VS: L→H VBAT VBAT VBAT x 0.71 x 0.73 x 0.75 VBAT VBAT VBAT x 0.94 x 0.95 x 0.96 VBAT VBAT VBAT x 1.015 x 1.025 x 1.035 2.08 2.1 2.12 1.228 1.24 1.253 − 50 500 − − 1.15 1 2 3 VBAT VBAT VBAT x 0.505 x 0.525 x 0.545 V V V V V nA V mA V Ver.2013-02-12 NJW4120 ■電気的特性 (V+=5V, Ta=25℃) 項 目 電流検出部 予備／急速充電部電圧増幅率 満充電検出電圧 CS1 端子入力電流 CS2 端子入力電流 記 号 AV1 VF ICS1 ICS2 条 件 CS1=3.8V, CS2=3.6V CS2=4.2V, VS=2.1V CS1=4.2V CS2=4.2V 最小 標準 最大 単位 11.5 8 − − 12 12 10 10 12.5 16 500 500 dB mV nA nA フォトカプラ駆動部 フォトカプラ駆動飽和電圧 PC 端子リーク電流 VOL-PC ILEAK-PC I SINK=20mA V+=14V − − 0.2 − 0.5 1 V µA TX-SW 駆動部 TX-SW 駆動飽和電圧 TX-SW 端子リーク電流 VOL-SW ILEAK-SW I SINK=20mA V+=14V − − 0.2 − 0.5 1 V µA LED 駆動部 LED-G 端子飽和電圧 LED-G 端子リーク電流 LED-R 端子飽和電圧 LED-R 端子リーク電流 VOL-G ILEAK-G VOL-R ILEAK-R I SINK=10mA V+=14V I SINK=10mA V+=14V − − − − 0.2 − 0.2 − 0.5 1 0.5 1 V µA V µA タイマー回路部 OSC1 タイマー誤差時間 ⊿T1 -10 − +10 % OSC2 タイマー誤差時間 ⊿T2 C1=C2=0.01µF 接続時 外付けバラつきは含まず -10 − +10 % − 1 300 − − 500 0.25 − 700 V V kΩ CHG-SW 回路部 ON スレッシホールド電圧 OFF スレッシホールド電圧 プルアップ抵抗 Ver.2013-02-12 VSW-ON VSW-OFF RPULL-UP -3- NJW4120 ■アプリケーション回路例 アダプタ出力 入力 VREF PC RA2 V PC ADP NFB RQ1 RP2 RQ2 P-CHG Q-CHG 予備充電電流設定 + RP1 VREF1 急速充電電流設定 RA1 CVCC-ON 12dB CVCC-ON VREF VREF1 VREF2 基準電圧 1 1.24V RB1 VS CVCC-ON RB2 Quick/ Pre-Charge CVCC-ON 6dB 満充電検出 Charge ON/OFF 急速充電検出 CS1 端子 2mA Charge 過再充電検出 Battery Voltage Detection CLK C2 予備充電 タイマー 過電圧検出 Start/Stop 急速充電 タイマー 3･RB2 VBAT x 0.95 VREF VBAT x 1.025 VBAT x 0.525 TDET 低温検出 Start/Stop Time Out TH LED-G LED-G LED-R LED-R TL Charge -ON + 電池セット検出 V 制御 ロジック -4- RB2 ２セル：RB1 = VBAT x 0.73 高温検出 GND １セル：RB1 = Time Out 低電圧検出 OSC 2 Rcs CS2 VREF2 GND C1 CS1 CVCC-ON 基準電圧 2 2.1V OSC 1 TX-SW RPULL-UP 低電圧誤動作 防止回路 + V Lithium Ion Battery CHG-SW Ver.2013-02-12 NJW4120 ■端子説明 端子番号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 端子名称 P-CHG NFB TX-SW GND PC ADP LED-G LED-R C1 C2 CHG-SW TL TH TDET V+ VREF VS CS2 CS1 Q-CHG 機能 予備充電電流設定 定電流制御用位相補償端子 スイッチトランジスタ接続 接地 １次側フィードバック用フォトカプラ接続 アダプタ制御電圧設定 LED 駆動 LED 駆動 予備充電タイマー、2mA 充電タイマー、LED 点滅周期、遅延時間設定 急速充電タイマー設定 充電 ON/OFF 制御 電池温度（高温側）設定 電池温度（低温側）設定 電池温度検出、電池セット検出 電源入力 基準電圧出力 電池電圧検出 充電電流検出 2 充電電流検出 1 急速充電電流設定 ■充電電圧 / 電流用抵抗設定資料 項目 アダプタ出力電圧 充電制御電圧 計算式 VADP = RA1 + RA 2 x VREF-ADP (1.24V) RA 2 RB1 + RB2 x VREF-CV (2.1V) VBAT = RB2 VBAT x 0.525 VBAT x 0.73 VBAT x 0.95 VBAT x 1.025 低電圧検出電圧 急速充電開始電圧 再充電検出電圧 過電圧検出電圧 予備充電電流 IP-CHG = ( RP2 x VREF (1.24V) / 4) / RCS RP1 + RP2 計算例 5.0V 10V 4.2V 8.4V 2.21V 3.07 V 3.99 V 4.305 V 4.41V 6.13 V 7.98 V 8.61 V 100mA (at. RP1:232kΩ, RP2:16kΩ, RCS=0.2Ω) 急速充電電流 満充電電流 Ver.2013-02-12 IQ-CHG = ( RQ2 x VREF (1.24V) / 4) / RCS RQ1 + RQ2 (at. RQ1:128kΩ, RQ2:120kΩ, RCS=0.2Ω) IF-CHG = (96mV / 8) / RCS (at. RCS=0.2Ω) 750mA 60mA -5- NJW4120 ■特性例 充電制御部基準電圧温度特性例 (V =5V, VS端子) 2.12 2.11 2.1 2.09 2.08 -50 -25 0 25 50 75 o 周囲温度 Ta ( C) 100 125 アダプタ制御部基準電圧温度特性例 アダプタ制御部基準電圧 VREF-ADP (V) 充電制御部基準電圧 VREF-CV (V) + (V+=5V) 1.25 1.245 1.24 1.235 1.23 -50 1.25 =0mA) 12.6 予備/急速充電部電圧増幅率 AV1 (dB) REF 0 25 50 75 o 周囲温度 Ta ( C) 100 125 予備/急速充電部電圧増幅率温度特性例 基準電圧温度特性例 (V+=5V, I -25 (V+=5V, CS1=3.8V, CS2=3.6V) 基準電圧 VREF (V) 12.4 1.245 12.2 1.24 12 11.8 1.235 11.6 1.23 -50 -25 0 25 50 75 o 周囲温度 Ta ( C) 100 125 11.4 -50 -25 CHG-SW回路部スレッシホールド電圧 温度特性例 (V =5V) 3 VSW_OFF 0.6 0.5 0.4 VSW_ON 0.3 -6- (V =5V, CHG-SW:OPEN) 2.5 -25 0 25 50 75 周囲温度 Ta (oC) 100 125 消費電流 ICC (mA) (V) スレッシホールド電圧 + 0.7 0.2 -50 25 50 75 100 125 o 周辺温度 Ta ( C) 消費電流温度特性例 + 0.8 0 2 1.5 1 0.5 0 -50 -25 0 25 50 75 周囲温度 Ta (oC) 100 125 Ver.2013-02-12 NJW4120 ■特性例 TX-SW,PC端子飽和電圧対シンク電流特性 + LED端子飽和電圧対シンク電流特性 o (V =5V, Ta=25 C) 0.5 0.5 0.4 0.4 飽和電圧 VOL (V) 飽和電圧 (V) (V+=5V, Ta=25oC) 0.3 0.2 TX-SW 0.1 0.3 0.2 LED-R 0.1 LED-G PC 0 0 10 20 30 40 シンク電流 I (mA) 0 50 0 5 10 15 シンク電流 ISINK (mA) SINK 発振周期温度特性例 発振周期対コンデンサ容量特性 + 10 1 0.001 0.01 コンデンサ容量 C1, C2 (µF) Ver.2013-02-12 (V+=5V, C1=C2=0.01µF) 14 発振周期 OSC1, OSC2 (ms) 発振周期 OSC1, OSC2 (ms) o (V =5V, Ta=25 C) 100 20 0.1 13 12 11 10 9 8 7 6 -50 -25 0 25 50 75 o 周囲温度 Ta ( C) 100 125 -7- NJW4120 ■機能説明 １．フォトカプラ・フィードバック部 (PC 端子、CHG-SW 端子、TX-SW 端子) NJW4120 は電池充電に必要な電圧、 電流情報をフォトカプラ経由でAC/DC コンバータの1 次側へフィードバックし、 AC/DC コンバータ出力を制御します。制御される AC/DC コンバータの 1 次側は、自励、他励の方式を問わず、充電 制御に必要な出力電圧/電流の変化幅を考慮した回路であれば、特別な方式を必要としません。 またアダプタ出力モードを搭載し、任意の定電圧出力を取り出す事も可能です。充電制御とアダプタ出力は、次の様 に切り替えられます。 CHG-SW 端子と TDET 端子 電池セット検出の両方が ON ・・・充電制御モード CHG-SW 端子か TDET 端子 電池セット検出のいずれか OFF・・・アダプタ出力モード 但し、過電圧検出、温度検出、充電オーバータイマーによる充電禁止状態や 2mA 充電時は、アダプタ出力モードと なります。 フォトカプラへのフィードバック制御部は、ADP 電圧制御、充電電圧制御、充電電流制御のアンプから構成されてい ます。各々のアンプは OR 回路を通り、フォトカプラ駆動用のトランジスタを制御します。 （図１） アダプタ出力 AC/DC コンバータ 1 次側制御へ RA1 PC RA2 PC ADP NFB TX-SW CVCC-ON SW トランジスタ ADP 電圧 制御 CVCC-ON VREF1 (1.24V) 電流検出 12dB アンプへ L H CVCC-ON Q-CHG 端子へ VS 端子へ 充電電流制御 CVCC-ON 充電電圧制御 P-CHG 端子へ VREF2 (2.1V) 予備／急速充電切り替え 図 1 フォトカプラ・フィードバック部と SW トランジスタ -8- Ver.2013-02-12 NJW4120 ■機能説明（続き） アダプタ出力モードと充電制御モードでは、アンプ制御及び、TX-SW 端子につながる SW トランジスタ制御が異な ります。 １−１．アダプタ出力モード (ADP 端子) アダプタ出力モードでは、制御部の各回路は以下の動作状態になります。 ・ADP 電圧制御アンプ ・充電電圧制御アンプ ・充電電流制御アンプ ・SW トランジスタ → → → → ON OFF OFF OFF ADP 端子の外付け抵抗 RA1、RA2 で、アダプタ出力電圧を次の計算式で設定できます。 VADP = RA1 + RA 2 x VREF-ADP (1.24V) RA 2 アダプタ出力モードでは TX-SW 端子につながる SW トランジスタが OFF となり、電池への充電を遮断します。 このためアダプタ出力電圧は、SW トランジスタよりも手前の電源ラインから取り出してください。 １−２．充電制御モード 予備充電、急速充電においては、制御部の各回路は以下の動作状態になります。 ・ADP 電圧制御アンプ ・充電電圧制御アンプ ・充電電流制御アンプ ・SW トランジスタ → → → → OFF ON ON ON 但し 2mA 充電時には、アダプタ出力モード（SW トランジスタ→OFF）で動作します。 SW トランジスタが ON し、電池への充電が行われます。 充電電圧、充電電流の動作については、 「２．電圧検出部」 、 「３．電流検出部」にて記述します。 Ver.2013-02-12 -9- NJW4120 ２．電圧検出部（VS 端子） VS 端子では、充電電圧、低電圧、過電圧、再充電の判定を行い、常に電池の電圧状態を監視しております。 （図２） ２−１．充電電圧（VS 端子） 充電電圧 VBAT は VS 端子の外付け抵抗 RB1、RB2 によ り、次式で設定できます。 VBAT = RB1 + RB2 x VREF-CV (2.1V) RB2 ここで１セルの場合 RB1=RB2 、２セルの場合には RB1=3×RB2 となるように設定することで、両アプリケ ーションに容易に対応が可能です。 抵抗値を大きくすると VS 端子のバイアス電流によっ て誤差が発生するため、抵抗値はなるべく小さく設定 します。 充電電圧制御 アンプ RB1 OR 回路へ VS VREF2 CVCC-ON RB2 制御ロジック 急速充電検出 １セル：RB1 = RB2 VBAT x 0.73 ２セル：RB1 = 3･RB2 Battery Voltage Detection 再充電検出 過電圧検出 低電圧検出 ２−２．過電圧検出部（VS 端子） 過電圧検出部は、VS 端子の検出電圧が高くなった場 合、充電を停止します。 過電圧検出電圧は、次式で求められます。 VOV=VBAT × 1.025 (typ.) VBAT x 0.95 充電出力へ VBAT x 1.025 VBAT x 0.525 図２ 電圧検出部構成 過電圧を検出した場合、充電を禁止しLED-Rを点滅させます。その後、電池電圧が低下し正常な電圧値となった後も、 充電禁止は維持されます。電源遮断によるUVLO解除、電池セット検出、CHG-SW 端子切り替えのいずれかにより 充電シーケンスの再スタートができます。 ２−３．低電圧検出（2mA 充電）部（VS 端子、CS1 端子） 低電圧検出部は過放電電池や、電池の保護回路動作な どによるオープン電池を検出します。これにより予備 充電の前に、2mA 充電の判定を行います。 2mA 充電電流 低電圧検出電圧は、次式で求められます。 VLV=VBAT × 0.525 (typ.) 充電電流 制御アンプへ 12dB CS1 Rcs 2mA 充電 CS2 2mA 充電中は、CS1 端子から 2mA の定電流が出力す ると同時に、電池電圧の復帰を監視します。 （図３） タイマーによる一定時間で電圧が復帰しない場合は 2mA充電を禁止します。電源遮断によるUVLO解除、 電池セット検出、CHG-SW 端子切り替えのいずれか により充電シーケンスの再スタートができます。 低電圧検出 制御ロジック VBAT x 0.525 RB1 VS RB2 充電出力へ 図３ 2mA充電部 ２−４．再充電検出（VS 端子） 充電完了後の電池を長時間放置すると、自己放電により電池電圧が低下します。再充電検出部は電圧低下を検出し、 電池を再充電します。 再充電検出電圧は、次式で求められます。 VR-CHG=VBAT × 0.95 (typ.) - 10 - Ver.2013-02-12 NJW4120 ■機能説明（続き） ３．電流検出部（CS1 端子、CS2 端子） 電流検出抵抗 RCS を CS1 端子、CS2 端子間に挿入し、電池の充電電流を監視します。 CS1 端子、CS2 端子間の入力電圧は、電流検出用の 12dB アンプで増幅され、充電電流制御アンプへフィードバック されます。 （図４） ３−１．予備充電電流、急速充電電流（P-CHG 端子、Q-CHG 端子） VS 端子より入力された電池電圧 VBAT のレベルにより、予備充電電流、急速充電電流を切り替えて充電します。 VBAT × 0.525 ∼ VBAT×0.73 VBAT×0.73 ∼ VBAT までの間・・・予備充電制御 までの間・・・急速充電制御 予備充電、急速充電電流値は、P-CHG 端子、Q-CHG 端子の電圧設定により決定します。 設定は次式により行います。 VREF PC RP2 x VREF (1.24V) / 4) / RCS RP1 + RP2 NFB 急速充電電流値 IQ-CHG = ( RQ2 x VREF (1.24V) / 4) / RCS RQ1 + RQ2 充電電流制御 アンプ RP2 RQ2 P-CHG Q-CHG 急速充電電流設定 IP-CHG = ( RQ1 予備充電電流設定 予備充電電流値 RP1 12dB OR 回路へ ３−２．満充電検出（F-CHG 端子） 充電の終了は、設定された満充電電流 IF-CHG に よって決定します。 IF-CHG = (96mV / 8) / RCS CVCC-ON 充電電圧制御 アンプへ 予備/急速充電 電流切り替え Quick/ Pre-Charge 充電が終了すると LED-G を点灯し、再充電検 出動作へシーケンスが移行します。 CS1 Rcs CS2 RB1 VS RB2 F-CHG 満充電検出 6dB VREF RF1 急速充電検出 VBAT x 0.73 制御ロジック RF2 充電出力へ 図４ 予備／急速充電制御部と満充電検出部 Ver.2013-02-12 - 11 - NJW4120 ■機能説明（続き） ４．温度検出部、電池セット検出部（TDET 端子、TH 端子、TL 端子） 充電温度範囲を、高温側は TL 端子、低温側は TH 端子で設定します。 温度検出用コンパレータのしきい値電圧を、外付け抵抗 RTHL, RTH, RTL で設定するため、サーミスタ（NTC）の種類 や充電温度範囲を任意で選べます。 （図５） TDET 端子の電圧変化に対し TL 端子、TH 端子は、次の電位状態になるように設定します。 VTL（高温側）< VDET（充電温度）< VTH（低温側） 各端子の電圧は、次式で求まります。 VREF TDET 端子（サーミスタ設定） VTDET = RT × VREF(1.24 V ) RTDET + RT RTH + RTL × VREF(1.24 V ) RTHL + RTH + RTL RTDET RTHL TH 高温検出 TH 端子（低温側設定） VTH = TDET 低温検出 TL Charge -ON RTH RTL RT 電池セット検出 VT-TDET=1.15V TL 端子（高温側設定） VTL = R THL R TL × VREF(1.24 V ) + R TH + R TL CHG-SW へ UVLO へ Lithium Ion Battery 図５ 温度検出部 温度検出が設定値より外れた場合、充電を停止し LED-R と LED-G を消灯します。温度復帰後は、電池の電圧状態に あわせて充電を再開します。 また TDET 端子は、電池セット検出機能を兼ねております。 電池セット検出機能は、TDET 端子電圧が 1.15V(typ.)以下で電池接続と判断し、充電を開始します。 - 12 - Ver.2013-02-12 NJW4120 ■機能説明（続き） ５．遅延回路部（各検出部） 各検出部は、ノイズや過渡的信号による誤動作を防止するために、遅延回路や付加機能を設けています。 表１ 各検出部の遅延回路と付加機能 検出部 遅延回路 低電圧誤動作防止回路 CHG-SW 電池セット検出 温度検出 遅延Ⅰ 満充電検出 再充電検出 低電圧検出 過電圧検出 急速充電検出 遅延Ⅱ 付加機能 ヒステリシス ヒステリシス ヒステリシス ヒステリシス – – ヒステリシス ラッチ ヒステリシス 遅延回路部は、タイマー回路の信号を受け、遅延時間を決めています。 遅延時間とコンデンサの関係は、 「６．タイマー回路部」を参照にしてください。 ６．タイマー回路部（C1 端子、C2 端子） OSC1 は、予備充電、2mA 充電などのタイマーに使われ、OSC2 は急速充電タイマーとなっています。外付けのコン デンサで、タイマー時間を変えることができます。コンデンサの容量と時間の関係を表２、３に示します。 表２ C1, C2 発振周期 t 一覧表 コンデンサ (C1 , C2) 発振周期 (OSC1 , OSC2) 4700pF t = 4.7ms t = 10ms 0.01µF t = 22ms 0.022µF t = 47ms 0.047µF 表３ 各タイマーの時間 ブロック名 予備充電タイマー 急速充電タイマー 項目 2mA 充電タイマー 予備充電タイマー LED R 点滅周期 遅延Ⅰ 遅延Ⅱ 急速充電タイマー 計算式 t×210 t×217 t×27 t×25 t×24 t×220 計算例 10.2s 22min. 1.28s 0.32s 0.16s 2hours 55 min. C1=0.01µF C2=0.01µF OSC 部のコンデンサは温度特性の良いものを使用してください。 コンデンサのバラつきがタイマー誤差になります。 Ver.2013-02-12 - 13 - NJW4120 ■機能説明（続き） 各充電モードにおいてオーバータイマーとなった場合、充電を禁止させ LED-R を点滅させます。電源遮断による UVLO 解除、電池セット検出、CHG-SW 端子切り替えのいずれかにより充電シーケンスの再スタートができます。 NJW4120 は、 タイマーブロックのファンクション試験時間を1/150,000 に短縮するテストモードを内蔵しています。 テストモードで動作させるには TH 端子の電圧を、TL 端子の電圧以下に設定します。テストモードでは内部タイマー のクロック周波数が、外部のタイミングキャパシタ C1、C2 に関係なくおよそ 200kHz から 300kHz で動作します。 以下に発振周波数が 250kHz 時（4µs 周期）の計算値を示します。 表４ テストモード時の各タイマーの時間 ブロック名 項目 2mA 充電タイマー 予備充電タイマー 予備充電タイマー LED R 点滅周期 遅延Ⅰ 遅延Ⅱ 急速充電タイマー 急速充電タイマー 計算式 t×210 t×217 t×27 t×25 t×24 t×220 計算例 (t =約 4µs) 約 4ms 約 0.5s 約 0.5ms 約 0.13ms 約 64µs 約 4.2s TDET 端子の電圧が約 1.2V 以上で予備/急速充電タイマーは通常動作します。 更に試験時間を短縮したい場合、TDET 端子の電圧設定によりタイマー用のカウンタを半分ずつに分けて動作させる ことができます。TDET 端子の電圧が約 0.3V 以下でカウンタ前半がバイパスされ、約 0.4V を超え 1.1V 未満で、カウ ンタ後半がバイパスされます。 表５ テストモード時の短縮測定モード 項目 計算式 予備充電タイマー t×28 , t×28 急速充電タイマー t×29 , t×210 - 14 - 計算例 (t =約 4µs) 約 1ms , 約 1ms 約 2ms , 約 4ms Ver.2013-02-12 NJW4120 ■機能説明（続き） ７．基準電圧部（VREF 端子） 1.24V と 2.1V の基準電圧を発生しています。VREF 端子からは 1.24V が出力されており、IC 内部の基準電圧だけで はなく、充電電流設定、温度検出設定の基準電圧としても使用します。 VREF 端子へのコンデンサ接続は、お奨めしません。 コンデンサの容量が大きいと基準電圧の起動に時間がかかり、IC 内部のロジック、充電電圧・電流制御回路の起動に 影響を与え、誤動作の原因となります。 ８．電源部、低電圧誤動作防止回路(UVLO)部（V+端子、GND 端子） 電源投入や電源遮断時に、IC の誤動作を防ぐ為、低電圧誤動作防止回路が内蔵されています。この回路はチャタリン グ防止のために 200mV のヒステリシス幅を持っています。 電源ラインにノイズが含まれている時や配線の引き回しが長い場合には、必要に応じて IC の V+端子近傍にバイパス コンデンサを挿入してください。 ９．LED 部（LED-R 端子、LED-G 端子） 充電状態を２つの LED を用いて表示することができます。 （図６） LED 駆動回路はオープンコレクタ出力構成になっております。 そのため抵抗値によって、LED の定電流駆動を容易に設定できます。 LED に流れる電流は次式で設定します。 ILED-G≒(Vcc - VF-LED - VOL-G) / RLED または、 ILED-R≒(Vcc - VF-LED - VOL-R) / RLED 入力 ILED RLED VF-LED LED-G LED-R 図６ LED 駆動回路 Ver.2013-02-12 - 15 - NJW4120 ■充電シーケンス スタート アダプタ電圧 チェック V+>2.3V NO 充電禁止 LED-G: 消灯 LED-R: 消灯 TX-SW: OFF YES 電池セット チェック CHG-SW 端子=GND NO アダプタ電圧、電池セット、電池温度、 電池電圧は、充電開始後もチェックさ れます。 YES 電池セット チェック VTDET<1.15V NO YES 電池温度 チェック VTL<VTDET<VTH NO YES 電池電圧 チェック VBAT<VOV NO YES NO 電圧チェック VBAT>VQ-CHG YES 急速充電 タイマースタート 予備充電 タイマースタート LED-G: 消灯 LED-R: 点灯 2mA 充電: ON 急速充電開始 LED-G: 消灯 LED-R: 点灯 TX-SW: ON YES YES タイムアウト タイムアウト NO NO 電池電圧 チェック VBAT> VLV NO 満充電チェック IBAT<IF-CHG NO YES YES 予備充電開始 2mA 充電: OFF TX-SW: ON 充電終了 LED-G: 点灯 LED-R: 消灯 TX-SW: OFF YES タイムアウト NO 電圧チェック VBAT<VR-CHG YES NO NO 充電禁止 LED-G: 消灯 LED-R: 点滅 TX-SW: OFF 電圧チェック VBAT>VQ-CHG YES 充電禁止後、電源抜き差し、 電池抜き差し、CHG-SW 端子 にて再スタート - 16 - Ver.2013-02-12 NJW4120 ■充電タイミングチャート 充電制御モード アダプタ出力モード アダプタ電圧 0V 充電制御電圧 再充電検出電圧 急速充電検出電圧 電池電圧 0V 予備充電 急速充電 定電圧充電 充電完了 再充電 急速充電電流 充電電流 予備充電電流 満充電電流 TX-SW OFF ON CHG-SW OFF ON LED-R OFF LED-G OFF ON ON OFF ON OFF ON OFF ■保護回路動作時のタイミングチャート 充電タイミングチャート以外に、電池の状態や、周囲環境によって IC 内蔵の保護回路が動作します。 下記に各種保護回路が動作した場合の、タイミングチャートを示します。 ●予備充電タイムアップ ●急速充電タイムアップ アダプタ電圧 アダプタ電圧 0V 電池電圧 0V 充電電圧 急速充電検出電圧 電池電圧 0V 0V 急速充電 ← 3h* → 予備充電 ← 22min* → 充電電流 TX-SW OFF ON CHG-SW OFF LED-R OFF 充電電流 60mA* 満充電検出 TX-SW OFF ON CHG-SW OFF ON ON LED-R OFF ON OFF ON ON/OFF 1.28s* LED-G C1=0.01µF 時 Ver.2013-02-12 ON/OFF LED-G OFF OFF OFF C2=0.01µF 時 - 17 - NJW4120 ■保護回路動作時のタイミングチャート（続き） ●過放電電池（復帰時） ●過放電電池（異常時） アダプタ電圧 アダプタ電圧 充電電圧 0V 0V 電池電圧 電池電圧 低電圧 検出電圧 低電圧 検出電圧 0V 予備充電 充電電流 2mA 充電 ← 10s* → 2mA TX-SW OFF CHG-SW OFF LED-R OFF 0V 充電電流 2mA 充電 ← 10s* → 2mA ON TX-SW OFF ON CHG-SW OFF ON ON LED-R OFF ON 充電停止 ON/OFF 1.28s* LED-G OFF LED-G OFF C1=0.01µF 時 C1=0.01µF 時 ●過充電電池 ●温度異常時 アダプタ電圧 アダプタ電圧 0V 0V 電池電圧 電池電圧 過電圧検出 0V 0V 充電電流 充電電流 充電停止 TX-SW CHG-SW OFF LED-R OFF OFF TX-SW ON CHG-SW 充電停止 OFF OFF ON LED-R OFF LED-G OFF 温度検出 ON ON/OFF 1.28s* LED-G OFF C1=0.01µF 時 - 18 - Ver.2013-02-12 NJW4120 ■動作状態一覧表 項目 LED-G LED-R SW-Tr. 制御モード 充電電流 充電復帰 タイマー 温度検出 過電圧検出 CHG-SW 電池セット 満充電検出 アダプタ モード 消灯 消灯 OFF アダプタ − − 停止 無視 無視 待機 待機 無視 急速 充電 消灯 点灯 ON 充電 Q-CHG − 動作 動作 動作 動作 動作 動作 予備 充電 消灯 点灯 ON 充電 P-CHG − 動作 動作 動作 動作 動作 停止 2mA 充電 満充電 消灯 点灯 OFF アダプタ 2mA − 動作 動作 動作 動作 動作 無視 点灯 消灯 OFF アダプタ − 再充電 停止 動作 動作 動作 動作 − 温度 異常 消灯 消灯 OFF アダプタ − 自動 停止 − 動作 再ｽﾀｰﾄ 再ｽﾀｰﾄ 無視 過電圧 異常 消灯 点滅 OFF アダプタ − ラッチ 停止 動作 − 再ｽﾀｰﾄ 再ｽﾀｰﾄ 無視 タイム アップ 消灯 点滅 OFF アダプタ − ラッチ − 動作 動作 再ｽﾀｰﾄ 再ｽﾀｰﾄ 無視 無視：検出機能は働いているが、制御に反映されないことを意味します。 ■LED 点灯パターン 項 目 アダプタ電圧検出時 充 電 時 満 充 電 時 温 度 異 常 時 過 電 圧 検 出 時 タ イ ム ア ウ ト 時 Ver.2013-02-12 NJW4120 LED-R LED-G 消灯 消灯 点灯 消灯 消灯 点灯 消灯 消灯 “点滅” 消灯 “点滅” 消灯 - 19 - NJW4120 MEMO ＜注意事項＞ このデータブックの掲載内容の正確さには 万全を期しておりますが、掲載内容について 何らかの法的な保証を行うものではありませ ん。とくに応用回路については、製品の代表 的な応用例を説明するためのものです。また、 工業所有権その他の権利の実施権の許諾を伴 うものではなく、第三者の権利を侵害しない ことを保証するものでもありません。 - 20 - Ver.2013-02-12