基于SE9020的万能充电器解决方案

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SE9020C/D是一颗可以自动识别电池极性的单节锂电池充电控制IC，该IC集成了完整的电池极性识别、自动充电控制、充电保护等万能充电器方案所需的功能，几乎不需要任何外部元件就可以为锂电池充电，充电电流达到250mA(TYP)。 SE9020C/D用的是小而简单的SOT23-6L和COB等封装形式，适合万能充电器这种便携式设备使用。

SE9020C/D内部集成极性检测电路, 可以迅速的识别插入的锂电池的极性并且以正确的极性自动为锂电池充电。SE9020C/D 以恒压的方式为锂电池进行充电并且充电电流在设计时已经固定，被限制在250mA(TYP). 这样可以有效的保证充电质量，同时减小充电时电池过热的危险。在充电的同时芯片自动检测电池的电压，当电池充饱后，芯片自动结束充电，避免芯片过充，有效的保护电池。

SE9020C/D 支持多种充电状态显示模式，包括红/绿LED 闪灯模式和七彩灯显示模式， SE9020C/D 中字母C 表示color 的意思，指七彩灯模式。字母D 表示Double 的意思，指 闪灯模式。在七彩灯显示模式中， LED1 灯用于显示电源和电池是否连接和连接状态， 七彩灯用于指示充电状态。充电时，七彩灯闪亮，充电完成后，七彩灯熄灭。在闪灯显 示模式， LED1 灯用于显示电源和电池是否连接和连接状态，LED2 灯用于显示充电状态。 充电时，LED2 灯闪亮，充电完成后，LED2 灯熄灭。

SE9020C/D 还具有电池欠压自动重启、锂电池短路保护、过温保护，过流保护等保护功 能，防止充爆电池等危险情况的发生。

与传统万能充电器用锂电池充电方案相比，SE9020C/D 采用更安全、高效的充电模式：

传统的锂电池充电方式

（一） 充电模式

恒流限压充电（CC-mode）

恒流充电是采用恒定的电流源对锂电池进行充电。恒流充电的工作原理是在充电过程 中，通过一个电流检测单元，采集TEST2 信号对整个充电回路的电流进行监控，并反馈 一个控制信号CONTROL2，对电流源进行控制和调节，使得电流源输出一个恒定的电流对 锂电池进行充电。另外利用一个电池电压检测单元，检测TEST1 的信号对锂电池的电压 进行监控，如果锂电池的电压达到4.2V，就通过CONTROL1 输出一个充电截至信号，关 闭电流源。完成整个充电过程。

恒压非限流充电（CV-mode）

恒压充电是通过检测电池电压调节电流源输出电流对电池进行充电的方法。在充电的过 程中，通过电压检测单元对采样TEST1 的信号，输出CONTROL1 信号控制电流源，当电 池电压升高时，充电电流逐渐减小。达到能量守恒的平衡状态。另外通过电流检测单元， 对TEST2 进行监控，当电流减小的预设值时，输出CONTROL2 信号，关断整个充电回路。 完成整个充电过程。



优缺点：

恒流充电模式的优点在于保持恒定的电流充电，在整个充电过程中都能控制充电电流维 持在预设值，保持稳定的充电时间。缺点是当电池电压达到预设电压值（判断充满的 状态）后，充电电流马上关断，此时电池并 没有真正充满，充电结束后，电池电压会迅 速下降100mV 左右，而且也会影响电池的放 电时间。

恒压充电模式的优点在于能够实时的检 测电池电压对充电电流进行调节，当电池电 压达到预设电压后，充电电流逐渐减小。这 段恒压充电过程，保证了电池真正的充满， 充电结束后，电池电压基本不变。同时具有 更长的放电时间。缺点是充电电流随着电池 电压的上升减小很快，影响充电时间。

（二）实现方式

传统的万能充电器采用分离器件组成整个系统，原理如图2 所示，传统分离器件方案用简单的NPN 导通电压作为关断充电的控制器，通过两个NPN 管和两 个PNP 管作为切换电池极性的控制器，无法避免由NPN 管和PNP 管本身的压降造成的影 响，同时同一个充电器对不同的电池进行充电时饱和电压也不相同，使得充电电压具有 较高的离散性，不易控制在1%的精度。另外，传统的充电方案的应用中，由于电路内部 增益不够大，导致充电过程灯和充满显示灯的切换中往往存在中间态，在使用中容易给 使用者带来误导。同时大量的分离器件降低了板级电路的加工效率。没有完善的保护电 路，使得电池充电过程存在安全隐患。



SE9020 充电应用分析

通过分析传统的充电模式，我们发现限流－恒压充电是更为科学的万能充电器充电方 法，恒压充电确保电池真正的充满，限流充电保证在为各种不同规格锂电池充电时没有 过热的危险。通过在相同的测试条件下的对比测试，采用限流—恒压充电模式充电的电 池具有更长的放电时间。另外采用集成度较高的IC 替代传统的分离器件方案，无论从 技术层面还是从生产加工的角度都是今后的发展趋势。
发布者：小宇