ＧＭ６８０２ 单路镍氢电池快速充电管理芯片 ＧＭ６８０２Ａ／ ＧＭ６８０２Ｂ／ＧＭ６８０２Ｃ／ＧＭ６８０２Ｄ 数据手册 编制时间：２００８ 年 ９ 月 由成都国腾电子技术股份有限公司设计 由上海福跃电子科技有限公司提供应用技术解决方案及样片 版权所有：成都国腾电子技术股份有限公司 GM6802 GM6802 单路镍氢电池快速充电管理芯片数据手册 １ 概述 GM6802 是一个镍氢电池快速充电器专用集成电路，具备镍氢电池充电需要的所有 功能，无需外部控制器和固件支持，能使充电过程完全自动化，充电时间短，充电效率 高，安全可靠，应用设计简单。 ２ 特征 a） 能对 2-20 节串联镍氢电池组进行充电。 b） 内置 10-bit AD 转换器，采用－△V、最大电压、最大充电时间三种方式进行充电 管理。 c） 外接热敏电阻，可检测电池充电温度，保证电池在合适的温度范围内充电。 d） 具备坏电池和非可充电池检测功能。 e） 可驱动双色 LED 显示充电电池状态。 f） 工作电压：4.5～5.5V。 ３ 封装及引脚功能说明 图 １ ＧＭ６８０２ 引脚排布图 该芯片的各引脚功能描述见表 １： 表 １ 芯片引脚功能说明 引脚号 引脚名 方向 说明 1 2 CELTMP GND In In 3 4 5 VCC TM CHGCTRL In In Out 电源 测试模式控制：“0”正常工作模式，“1” 测试模式 充电控制信号： “１”为充电，“０”为不充 6 7 LEDB LEDA Out Out 双色 LED 驱动输出 B 端 双色 LED 驱动输出 A 端 8 CELVOLT In 电池的温度采集输入口 地 电池的电压采集输入口 单路镍氢电池快速充电管理芯片 GM6802 ４ 功能描述 ４．１ 单路充电 GM6802 通过控制外部恒定电流充电回路，可以对 2-20 节的串联电池进行快速充电。 ４．２ 充电过程的监测 ４．２．１ 电池电压检测 GM6802 内部有一个电压检测模块，通过外部电阻网络检测电池的当前电压，并将检测 到的电压存储到电池的寄存器中，做－△V 和最高电压分析。 ４．２．２ 电池温度检测 内部温度检测模块通过检测靠近电池的热敏电阻的阻值，来检测电池温度，控制电池充 电过程，防止电池充电的温度过高。同时通过 LED 指示灯显示温度状态。 ４．３ 充电过程 当电池插入后，首先检测电池有效性，若电池有效对电池进行预充电操作。 当电池开始快速充电后，对应的绿色 LED 点亮，当检测到电池电压满足－△V 条件， 或最大电压以及充电时间超过设定时，停止充电，判断电池充满。充满后对应的绿色 LED 长亮，并对电池进行涓流充电，以补充电池自放电的损失。 ４．４ 电池质量检测 GM6802 可以检测镍氢电池的好坏和判断是否是有效的镍氢电池，并输出检测信息。具 体过程为： a) 若电池充电后电压迅速升高超过某一电压值，则认为该电池为非镍氢电池，从而停 止充电操作，同时红灯 LED 闪烁表示电池错误。 b) 在快充前的预充电过程中，电池电压在 128 秒内仍然没有上升到 0.9V，则认为电 池已损害，从而停止充电操作，同时红灯 LED 闪烁表示电池错误。 ４．５ 电池充电状态指示灯 电池对应的 LEDA、LEDB 的电平对应双色发光管颜色如下表： 表 ２ ＬＥＤ 颜色显示说明表 颜色 LEDA LEDB 1 1 1 0 － 绿色 0 0 1 0 红色 黄色 各 LED 的状态说明如下表： 操作 自检 充电 www.fosvos.com 颜色 表 ３ ＬＥＤ 的状态说明表 状态 黄色 常亮 闪烁 自检过程 芯片出错 绿色 红色 常亮 常亮 自检完成 电源上电接上电池 说明 技术销售服务热线：+86-21-58998693-16 单路镍氢电池快速充电管理芯片 绿色 黄色 ５ GM6802 2Hz 闪烁 常亮 电池无效（电池接触不良或电池已坏） 充电完成，正在进行涓流充电 2Hz 闪烁 正在给电池充电过程 常亮 环境温度不正常，无法充电 产品应用信息 ５．１ 应用说明 当 ＧＭ６８０２ 用作充电管理芯片时，具体应用方法如下： ａ） ＶＤＤ 接＋５Ｖ，其中 ＶＤＤ 要求加 １０ｕ 旁路电容增加稳定性。 ｂ） 测试引脚 ＴＭ，通过选择该引脚接高电平或低电平来决定是进行芯片测试或者进行充 电管理。低电平为正常充电管理工作模式，高电平为 Ｆｕｌｌ Ｓｃａｎ 自测试模式。 ｃ） 充电回路的控制输出（ＣＨＧＣＴＲＬ），高电平有效，与相应充电回路的充电控制开关相 连，控制对应的充电开关的打开或关闭。 ｄ） 电池充电状态的双色 ＬＥＤ 控制输出（ＬＥＤＡ／ ＬＥＤ Ｂ），低电平有效。其中 ＬＥＤＡ 与双 色 ＬＥＤ 的红色极的阴极相连，ＬＥＤＢ 与双色 ＬＥＤ 的绿色极的阴极相连，这个双色 ＬＥＤ 采用共阳极的方式。 ｅ） 电池的当前充电电压采集输入口（ＣＥＬＶＯＬＴ），与充电回路中的电池正极相连，用于 采集电池的电压值。 ｆ） 电池的充电温度采集输入口（ＣＥＬＴＭＰ），与温度传感器（ＲＴ）相连，通过该温度传 感器采集相应的电池温度。 ５．２ 热敏电阻的选择 热敏电阻是 ＧＭ６８０２ 应用系统电路中采集温度的关键元件。热敏电阻的选型要求按照应 用电路图 ２ （热敏电阻应用电路图）测得的电压 Ｖｔ 值与表 ４ 中提供的数据基本一致，这 样才能保证由该热敏电阻网络采集到的电池温度与设计中的温度刻度一致。 （注意：在应用中，热敏电阻必须直接或通过导热材料与被测电池紧密接触。） 热敏电阻应用电路如图 ２ 所示。 图 ２ 热敏电阻应用电路图 www.fosvos.com 技术销售服务热线：+86-21-58998693-16 单路镍氢电池快速充电管理芯片 GM6802 注：１． 电阻 Ｒ＝２７ＫΩ； ２． 电源电压：Ｖｉ＝５．０ Ｖ； ３． Ｒｔ 为采集温度的热敏电阻； ４． Ｖｔ 为经过热敏电阻网络采集温度时输出的相应电压信号。 ５．３ 热敏电阻参数 １． 热敏电阻在 ２５℃时的标称电阻值 Ｒｔ 为：Ｒｔ＝２７ＫΩ； ２． 热敏电阻的 Ｂ 值：Ｂ＝３３００Ｋ。 ５．４ 热敏电阻应用电路实测数据 热敏电阻应用电路实测数据如表 ４ 所示。 表 ４ 热敏电阻应用电路实测数据 温度 电压 Vt 每度变化 （℃） （V） －１０ ４．０１２ －５ ３．７５ ０．０５２４ ０ ３．５２９ ０．０４４２ ５ ３．２９ ０．０４７８ １０ ３．０４８ ０．０４８４ １５ ２．８１ ０．０４７６ ２０ ２．５８２ ０．０４５６ ２５ ２．３４６ ０．０４７３ ３０ ２．１０９ ０．０４７３ ３５ １．９２４ ０．０３７ ４０ １．７３９ ０．０３７ ４５ １．５４１ ０．０３９６ ５０ １．３７４ ０．０３３４ ５５ １．２２９ ０．０２９ ６０ １．０８６ ０．０２８６ ５．５ 典型应用图 ＧＭ６８０２ 的典型应用图如图 ３ 所示。 www.fosvos.com 技术销售服务热线：+86-21-58998693-16 (Ｖ) 单路镍氢电池快速充电管理芯片 GM6802 图 ３ ＧＭ６８０２ 典型应用图 注：图中元器件说明 1．RT：热敏电阻； 2．LED3：双色发光二极管； 3．DIVA/DIVB：分压器电阻 A/分压器电阻 B； 4．PMOS：P 沟道 MOS 开关管。 ５．６ 电源设计 如图 3 所示，采用 PWM 电源对电池进行充电， VO 为充电电压输入端。芯片电压+5V 可通过 VO 提供，如果 VO 低于+5V 可用升压电路实现，VO 高于+5V 可用稳压电路实现； PWM 电源电压为，串连电池数量 X2.5（V）； PWM 电源电流为，见表 5； 充电电压超过 12V 后 GM6802 典型应用电路 Q1 需要采用 PMOS 管，12V 以内可采用 普通 P 管； 典型应用电路中分压电路比例关系为电阻 DIVA：电阻 DIVB = (N-1):1，电阻 A 为 100K。 N 表示电池数量。 ６ ７ 产品选型指南 表 ５ 产品列表 型号 www.fosvos.com 封装 形式 充电电流 适用范围 技术销售服务热线：+86-21-58998693-16 型号说明 单路镍氢电池快速充电管理芯片 ８ GM6802 GM6802A Sop8 电池容量×0.33 GM6802B Sop8 电池容量×0.65 GM6802C Sop8 电池容量×1.3 GM6802D Sop8 电池容量×1.95 电池容量小于 充电时间 240-360min 4600mAh 电池容量小于 充电时间 120-180min 2500mAh 电池容量小于 1500mAh 电池容量小于 充电时间 60-90min 充电时间 45-60min 1000mAh 参数指标 ８．１ 极限工作条件 l 电源电压（Ｖｃｃ）……………＋５．５Ｖ l 贮存温度（Ｔｓｔｇ ）……………–４０℃～＋８０℃ l 引线耐压焊接温度（Ｔｈ ）……………３００℃ 表 ４ 推荐工作条件 范 符 ９ 号 参 数 单位 最小 典型 最大 4.5 5 5.5 Ｖ 0.8 Ｖ VCC 电源电压 VIL（ TM ） 输入低电平电压 VIH（ TM ） 输入高电平电压 2.0 VOL 输出低电平电压（IOL ＝4mA） 0 VOH 输出高电平电压（IOH ＝－4mA） 2.0 IＯＨ 输出低电平电流 IＯＬ 输出高电平电流 P 功耗 TA 工作温度 0 ESD 静电放电敏感度 2000 Ｖ Ｖ 0.8 －１０ ６ 技术销售服务热线：+86-21-58998693-16 ｍＡ 10 机械尺寸 www.fosvos.com 围 ｍＡ mW 70 ℃ V 单路镍氢电池快速充电管理芯片 GM6802 D A3 h A2 A C Q A1 L L1 单位（ｍｍ） 符 号 E1 b e E ＭＩＮ ＮＯＭ Ａ ＿ ＿ １．７５ Ａ１ ０．１ ＿ ０．２５ Ａ２ １．３ １．４ １．５ Ａ３ ０．６ ０．６５ ０．７ ｂ ０．３９ ＿ ０．４８ ｂ１ ０．３８ ０．４１ ０．４３ ｃ ０．２１ ＿ ０．２６ ｃ１ ０．１９ ０．２ ０．２１ Ｄ ４．７ ４．９ ５．１ Ｅ ５．８ ６ ６．２ Ｅ１ ３．７ ３．９ ４．１ ｅ ＭＡＸ １．２７ＢＳＣ ｈ ０．２５ ＿ ０．５ Ｌ ０．５ ＿ ０．８ Ｌ１ Q １．０５ＢＳＣ ０ ８° １０ 附录 采用 ＧＭ６８０２ 对镍氢电池组进行充电的典型电压曲线和温度曲线，见图 ９．１ 和图 ９．２ 所 示。 www.fosvos.com 技术销售服务热线：+86-21-58998693-16 0. 25 单路镍氢电池快速充电管理芯片 GM6802 图 ９．１ 采用ＧＭ６８０２Ｃ 对 ２ 节串联 ８００ｍＡｈ 镍氢电池组进行充电的电压曲线 图 ９．２ 采用ＧＭ６８０２Ｃ 对 ２ 节串联 ８００ｍＡｈ 镍氢电池组进 行充电的温度曲线 注：充电电流Ｉc ＝ 1000mA 充电环境温度 = 19℃ www.fosvos.com 技术销售服务热线：+86-21-58998693-16