MCP73871T-2CCI/ML 产品概述
一、简介
MCP73871T-2CCI/ML 是 Microchip(美国微芯)推出的一款面向单节锂离子/聚合物电池的电池管理芯片。针对便携设备中常见的 USB 供电场景设计,集成可编程恒流充电、恒压充电和定时器功能,最高可支持 1A 充电电流。器件采用 QFN-20-EP (4×4 mm) 表面贴装封装,工作温度范围为 -40°C 到 85°C,适合工业级与消费类混合场景使用。
二、主要特性
- 适用电池:单节锂离子/锂聚合物(目标电池电压 4.2V)。
- 充电方式:恒流—恒压(CC-CV)充电,恒流可编程。
- 最大充电电流:1A(可编程)。
- 定时器:内置可编程充电定时器,用于超时终止或保护。
- 供电范围:最高允许供电电压 6V(支持 USB 接口供电)。
- 故障保护:具备过温保护机制,减少过热风险。
- 封装与安装:QFN-20-EP (4×4 mm) 表面贴装,利于小型化 PCB 设计。
- 工作温度:-40°C 至 85°C(TA)。
三、电气规格要点
- 充电电压:面向 4.2V 单节锂电池的恒压终止。
- 充电电流编程:通过外接电阻/电流感测元件设定恒流阶段电流,上限 1A。设计时需考虑器件与感测电阻的功耗和热管理。
- 输入限制:器件能在 USB 常见电压源下工作,但供电端最大允许电压为 6V,请避免高于此值的瞬态冲击。
- 接口:支持 USB 供电接口,适合便携式与随插即充的应用。
四、典型功能与工作模式
- 恒流阶段:上电后进入恒流充电,电流按外部设定值提供给电池直至电池电压接近 4.2V。
- 恒压阶段:达到设定充电电压后切换至恒压模式,电流逐步下降直至满足终止条件(如电流低于阈值或定时器到期)。
- 定时器功能:在长时间未达到终止电流时,定时器可结束充电以防过充或异常工况。
- 过温保护:当芯片或周围环境温度超过安全阈值时,芯片会减小充电电流或停止充电,待温度恢复后再继续工作。
五、封装与 PCB 布局建议
- 封装:QFN-20-EP (4×4) 带中心散热焊盘(EP),建议将散热焊盘与 PCB 大面积铜箔和多层过孔连接,以利热扩散。
- 布局要点:
- 将输入电容、输出电容与电池引线尽量靠近器件引脚布置,减少寄生阻抗。
- 电流感测电阻应放置在靠近芯片的回路中,走线短且宽。
- USB 接口与器件输入之间布置合适的滤波与保护元件(如 TVS、陶瓷电容),以抑制瞬态和干扰。
- 注意热源与热路径管理,1A 充电条件下功耗集中,合理设计散热区。
六、典型应用场景
- 手机配件、蓝牙耳机充电盒、便携音箱等小型便携设备的电池充电管理。
- 以 USB 为电源输入的手持设备或 IoT 终端。
- 需要在有限 PCB 面积内实现可靠充电控制的消费电子与工业终端。
七、设计注意事项与故障保护
- 输入电压不可超过 6V;若存在较大输入瞬态,应添加瞬态抑制器件以保护芯片。
- 设计充电电流与感测元件时要考虑器件与 PCB 的散热能力,必要时采用外部散热措施或降低充电电流以避免热降额。
- 充分利用定时器与过温保护策略,设计合理的充电终止与异常处理逻辑,防止过充与高温损伤电池。
- 在最终系统中,建议进行充电流程验证(包括不同温度、不同电池状态下的表现)以确保可靠性与安全性。
总结:MCP73871T-2CCI/ML 是一款面向单节锂离子/聚合物电池、支持 USB 供电和最高 1A 可编程充电的小型 SMD 充电管理器件。其集成的 CC-CV 充电、定时器与过温保护功能,使其在便携设备和 IoT 终端中具有良好的实用价值。合理的 PCB 布局与热管理是获得稳定性能的关键。