SM6781BV Ni-MH/Ni-Cd バッテリー用バッテリーチャージャ IC ■概要 SM6781BV は、ニッケル水素 (NiMH) 電池、およびニッケルカドミウム (NiCd) 電池の急速充電制御用 IC で す。急速充電は、− ∆V および最大充電時間経過により完了します。また、電池電圧が異常となった場合には、 急速充電を正常状態となるまで保留する構成になっています。SM6781BV を使用することにより少ない部品点 数でより安全性の高い急速充電器の実現が可能になります。 ■端子配置図 ■特長 • Ni-MH/Ni-Cd 電池用急速充電制御 IC (Top view) • − ∆V および最大時間による急速充電停止 • − ∆V 検出禁止時間：15 分 • − ∆V 検出精度： − 4mV typ. • インヒビット機能 • 充電状況の表示用の LED 制御端子付き TIME CHGN ( 点灯、点滅、消灯の 3 モード表示 ) • 低消費電力スタンバイモード (1µA 以下 ) LEDN INH • パッケージ：8-pin VSOP BATT NC ■外形寸法図 (Unit:mm) 0 to 10 ° 0.5 ± 0.2 8-pin VSOP 6.4 ± 0.3 SM6781BV 4.4 ± 0.2 Package + 0.1 .05 0.15 − 0 0.575TYP 3.1 ± 0.3 1.15 ± 0.05 Device VDD VSS 0.65 0.10 0.1 ± 0.05 ■オーダーインフォメーション 0.22 ± 0.1 0.12 M SEIKO NPC CORPORATION —1 SM6781BV ■ブロック図 VDD DC Input VDD TIME CHGN Current Source Reference Regulators Timer Mode Selector CHG Driver VDD BATT Max/Min Cell-voltage Check A/D −∆V Function Block Timing Control Logic LEDN Battery Pack Charge Control Logic INH SW LED Driver OSC NC VSS ■端子説明 端子番号 端子名 I/O 機能 1 TIME I タイマモード選択入力端子 (3 レベル ) "High"および"Low"レベルはプルアップまたはプルダウンすることで、また"Middle" レベルは抵抗分割などで作られた VDD/2 の電圧を印加し設定します。 2 LEDN O 充電状態表示 LED 駆動用出力端子 オープンドレイン出力であり、急速充電モードでは出力 "Low"、急速充電時の異常 電池電圧検出時および INH 端子が "High" 時には約 1Hz のパルスを出力し、充電終 了時では出力 "High インピーダンス (Hi-Z)" となります。 3 BATT I 電池電圧検出用入力端子 電池の正負極間に入れた高インピーダンスの抵抗分圧器によって得られた 1 セルあ たりの電圧を入力します。 4 VSS − GND 端子 5 VDD − 電源供給端子 6 NC − 未使用端子 ( オープンで使用して下さい ) 7 INH I 充電中断入力端子 High にすると充電動作を停止し、再度 Low にすると充電停止した時点の状態から 動作を再開します。 8 CHGN O 充電制御用オープンドレイン出力端子 充電電流を流すときには Hi-Z を出力し、充電電流を止める場合には "Low" を出力 します。 SEIKO NPC CORPORATION —2 SM6781BV ■絶対最大定格 V SS = 0V 項目 記号 定格 単位 電源電圧 VDD − 0.3 ∼ + 7.0 V 入力電圧 V IN − 0.3 ∼ + 7.0 V 保存温度 TSTG − 55 ∼ + 125 °C 動作温度 TOPR − 25 ∼ + 85 °C 消費電力 PW 150 mW ■電気的特性 ●電気特性 1 V DD = 4.0V ∼ 5.5V, VSS = 0V, Ta = 25 °C 項目 記号 条件 規格 許容差 単位 最小電池電圧 VMNV VBATT < V MNV 急速充電禁止 0.6 ± 0.2 V 最大電池電圧 VMXV VBATT > V MXV 急速充電禁止 2.0 ± 0.1 V ●電気特性 2 特記なき場合 VDD = 4.0V ∼ 5.5V, VSS = 0V, Ta = 0 ∼ 85 °C 項目 電源電圧 端子名 記号 規格 条件 TYP MAX 5.0 5.5 V VDD V VDD V DD 4.0 BATT VBATT 0 VIH1 V DD − 0.5 INH 入力電圧 TIME V V IL1 0.5 VIH2 V DD − 0.5 VIM (VDD/2) − 0.5 BATT V DET 出力パルス周波数 LEDN fLED スタンバイ電圧 BATT VSTB 消費電流 VDD IDD スタンバイ電流 VDD ISTB LEDN, CHGN IOL 入力漏れ電流 INH, TIME IL 出力漏れ電流 LEDN, CHGN IOZ シンク電流 1 (V DD/2) + 0.5 V 0.5 V 2 V 1 V DD − 1.5 VDD = 5V, 無負荷時 VDD = 5V, VBATT = VDD , 無負荷時 VOL = VSS + 0.8V Hz V DD − 0.5 V 0.5 mA 1 µA 10 INH, TIME = V SS to VDD mA ±1 −5 V V V IL2 − ∆V検知電圧範囲 単位 MIN µA µA SEIKO NPC CORPORATION —3 SM6781BV ●最大急速充電時間 V DD = 5V, Ta = 25 °C TIME 端子レベル MIN TYP MAX 単位 High 192 240 288 min Middle 96 120 144 min Low 64 80 96 min MIN TYP MAX 単位 ● − ∆V 検出電圧 V DD = 5V, Ta = 25 °C − ∆V 検出電圧 −4 mV ● − ∆V 検出禁止時間 V DD = 5V, Ta = 25 °C − ∆V 検出禁止時間 MIN TYP MAX 単位 720 900 1080 sec SEIKO NPC CORPORATION —4 SM6781BV ■機能説明 ●動作フロー図 電源投入 スタンバイモード解除 初期化 約200ms 最大急速充電時間カウント開始 − ∆V 検出禁止時間カウント開始 異常電池電圧検出 or INH = H 電池電圧チェック開始 (電池電圧：VBATT ≥ 2V or 0.6V > VBATTで 異常電圧検出) 電池電圧チェックは常時動作 最大急速充電時間カウント停止 − ∆V 検出禁止時間カウント停止 急速充電 (− ∆V 検出禁止状態) LEDN = L (点灯) CHGN = Hi-Z 急速充電保留 LEDN = Hi-Z (点滅) CHGN = L 異常電池電圧検出 or INH = H NO − ∆V 検出禁止時間経過 YES 急速充電 (− ∆V 検出可能状態) LEDN = L (点灯) CHGN = Hi-Z 異常電池電圧検出解除 (異常電池電圧検出以前 の状態に復帰) and INH = L 電池電圧チェック (電池電圧：VBATT ≥ 2V or 0.6V > VBATT) CHGN = L (急速充電電流は停止状態) YES NO YES INH = H NO NO − ∆V 検出 or 最大急速充電時間経過 ピーク電圧データクリア YES 急速充電終了 電池電圧チェック停止 LEDN = Hi-Z (消灯) CHGN = L 最大急速充電時間カウント再開 − ∆V 検出禁止時間カウント再開 急速充電へ復帰 SEIKO NPC CORPORATION —5 SM6781BV ●初期化 SM6781BV は、電源 ON あるいは電池の挿入 ( スタンバイモードの解除 ) により動作を開始します。初期 化終了後に BATT 端子の入力電圧状況・タイマーモードに従い充電モードが決定されます。 ●電池電圧チェック BATT 端子からの入力電圧が許容範囲から外れた場合には、急速充電は停止となります。この時には、最 大急速充電時間、− ∆V 禁止時間をカウントしているタイマーも停止状態となります。なお、BATT 端子の入 力電圧が許容範囲内になれば、約 2.3 秒のディレイ後に急速充電およびタイマーカウントは再開されます。 また、急速充電への復帰時には保持してあるピーク電圧データはリセット (0V にセット ) されます。 ● − ∆V 検出禁止時間 急速充電開始から 15 分間 ( 急速充電の累計時間 ) は、− ∆V の検出を行いません。 ● CHGN 端子出力パターン CHGN 端子は、急速充電時に Hi-Z となり、急速充電終了後、または電池電圧異常時、または INH 端子が High の場合は、Low 出力となります。 Hi-Z CHGN Low Quick charge Stop/Hold/INH=High 図 1：CHGN 端子の状態 ● LEDN 端子出力パターン 急速充電時は Low 出力 ( 点灯 )、急速充電終了後は Hi-Z 出力 ( 消灯 ) となります。急速充電終了以前に電 池電圧異常を検出した場合には、約 1Hz のパルス出力 ( 点滅 ) となります。また、INH = High の場合にも、 約 1Hz のパルス出力となります。 Hi-Z LEDN Low Quick charge Abnormal battery voltage detect Stop/Hold, INH = High 図 2：LEDN 端子の状態 ●急速充電終了方法 急速充電は − ∆V 検出もしくは最大充電時間の経過によって終了します。 SEIKO NPC CORPORATION —6 SM6781BV ● − ∆V 検出機能 − ∆V 検出機能は、BATT 端子の電圧 VBATT がピーク電圧に対して 4mV(typ) 以上低くなった場合に、電池が 満充電であると判断し急速充電を終了します。(1V < VBATT < 2V で有効 ) 4mV Cell voltage Vpeak − ∆V detect Quick charge time 図 3：電池電圧の変化例 ● − ∆V 検出用 AD コンバータ AD コンバータには2重積分型のAD コンバータを用いており、約2.34秒毎にサンプリングを行っています。 ● − ∆V 検出タイミング − ∆V 検出およびピーク電圧検出は、AD 変換結果 8 回毎の平均値を基に行っています。 したがって、 − ∆V 検出タイミングは約 18 秒毎に行われます。 490ms max 8 2 1 7 3 8 Operation A/D convert Stop 2.34sec Averaging − ∆V detect Peak hold and compare 18sec Peak hold and compare 図 4：− ∆V 検出と AD 変換 ●スタンバイモード BATT 端子電圧 V BATT がスタンバイ電圧 VSTB 以上になるとスタンバイモードに入ります。 このモードの間、最大急速充電時間タイマー、− ∆V 検出禁止タイマー、ピーク電圧データはすべてリセッ トされます。このとき、CHGN 端子・LEDN 端子は Hi-Z 出力となります。 ●充電中断機能 (INH 端子 ) INH 端子を "H" にすることにより、充電動作を停止することができます。INH 端子が "H" の期間中には内 部タイマは停止し、CHGN 端子は "L" に、LEDN 端子は 1Hz pulse となります。 急速充電停止機能の解除は INH 端子を "L" にすることで行い、充電動作が停止される前の状態に復帰 し、内部タイマも動作を再開します。( 注 ) この時、− ∆V のピーク電圧はリセット (0V にセット ) されます。 この INH 端子に温度スイッチ (NPC SM6611) を接続することで簡易的な温度制御が可能です。 SEIKO NPC CORPORATION —7 SM6781BV ● BATT 端子入力について 電池電圧検知用の BATT 端子に印加される電圧は、充電中の電池の 1 セルに相当する値に抵抗 (100kΩ 以 上を推奨 ) などで分割した電位を供給します。また、1 セルを充電する際には、電流制限用の抵抗 (100kΩ 以 上を推奨 ) を電池と BATT 端子間に接続する必要があります。 Current Source Current Source BATT pin Ra 100kΩ N BATT pin Rb Ra =N−1 Rb N:Number of cells 図 5：BATT 端子接続例 ( 複数セル ) 図 6：BATT 端子接続例 (1 セル ) ● BATT 端子の入力電圧による各種動作 Battery voltage [V] Battery check Quick charge −∆V detect Standby mode VDD Valid VDD − 0.5 VDD − 1.5 NG 2.0 Valid Valid 1.0 0.6 NG 0 ● 充電動作ステータス一覧 条件 電池チェック CHGN 端子出力 LEDN 端子出力 内部タイマー INH 端子 急速充電 L OK Hi−Z L ( 点灯 ) カウント 急速充電保留 L NG L 1Hz ( 点滅 ) ホールド 急速充電中断 H − L 1Hz ( 点滅 ) ホールド 急速充電終了 L OK L Hi−Z ( 消灯 ) リセット スタンバイ − − Hi−Z Hi−Z ( 消灯 ) リセット 充電ステータス SEIKO NPC CORPORATION —8 SM6781BV ■標準回路例 ● 2 セルの場合 VBB 12V R1 5.1kΩ 78L05 Q1 2SC945 IN OUT VSS 5V VBEQ2 Q2 2SD525 ICHG = R2 4Ω5W = 5 − VBEQ2 R2 5 − 0.65 4 ICHG VDD 5V R6 33kΩ R5 1.8kΩ Q3 2SC945 R7 100kΩ CPU or Temperature switch (SM6611) SM6781BV 5 R3 100kΩ SW1 R4 100kΩ 2 1 4 VDD CHGN LEDN INH TIME NC VSS BATT 8 7 6 3 R8 200kΩ C1 1000pF R9 200kΩ R8 =N−1 R9 N= Number of cells 注 ) 上記回路例は機能を実現するための接続例であり、充電器の動作を保証するものではありません。 SEIKO NPC CORPORATION —9 SM6781BV ※このカタログに記載されている製品のご使用に際しては、次の点にご注意くださいますようお願い申し上げます。 1. このカタログに記載されている製品は、 その故障または誤作動が直接人命に関わる製品に使用されることを意図しておりません。 このような使用をご検討の場合には、 必ず事前に当社営業部までご相談ください。 なお、 事前の ご相談なく使用され、そのことに よって発生した損害 等については、当社では一切責 任を負いかねますの でご了承 ください。 2. このカタログに記載されている内容は、 特性、信頼性等の改善のため予告なしに変更されることがありますので予めご了承ください。 3. このカタログに記載されている内容は、第三者の知的財産権その他の権利を侵害していないことを保証するものではありません。 したがって、 その使用に起因する第三者の権利に対する侵害について当社は責任を負いかねますのでご了承ください。 4. このカタログに記載されている回路等の定数は一例を示すものであり、 量産に際しての設計を保証するものではありません。 5. このカタログに記載 されている製品の全 部または一部が、外国為替及び外国 貿易法その他の関係 法令に定める物資に 該当する 場合は、 それ らの法令に基づく輸 出の承認、 許 可が必要になります ので、 お客様 の方でその申請手 続きをお取りくださ るようお 願いいたします。 セ イ コ ー Ｎ Ｐ Ｃ 株 式 会 社 本社・東京営業所 〒 1040032 東京都中央区八丁堀 199 TEL 0355416501 FAX 0355416510 那須塩原事業所 〒 3292811 栃木県那須塩原市下田野 5311 TEL 0287353111( 代 ) FAX 0287353120 関 西 営 業 所 〒 5500004 大阪市西区靭本町 232 大鰹・住友生命なにわ筋本町ビル 8F TEL 0664446631( 代 ) FAX 0664446680 http://www.npc.co.jp/ Email: [email protected] NC0026C 2006.04 SEIKO NPC CORPORATION —10