开关型2/3/4节锂离子/锂聚合物充电管理芯片
1、HB6295功能简述
1.1、特性
● 适用于2、3、4 节锂离子/锂聚合物高效率充电
器设计
● 0.5％的充电电压控制精度
● 恒压充电电压值可通过外接电阻微调
● 智能电池检测
● 外置功率MOSFET
● 开关频率400KHz
● 可编程充电电流控制，最大充电电流可达4A
● 动态功率管理
● 98%最大Duty
● 防反向保护电路可防止电池电流倒灌
● NTC 热敏接口监测电池温度
● LED 充电状态指示
● 输入管脚最大耐压28V
● 工作环境温度范围：-20℃～70℃
● TSSOP-24、QFN-24 两种封装形式
1.2、应用
● 手持设备，包括医疗手持设备
● Portable-DVD、PDA、移动蜂窝电话及智能手机
● 笔记本电脑
● 手持电脑
● 自充电电池组
● 独立充电器
1.3、概述
HB6295 为开关型2、3、4 节锂离子/锂聚合物电池
充电管理芯片，非常适合于便携式设备的充电管理应用。
HB6295 外置功率MOSFET、高精度电压和电流调节器、预
充、充电状态指示和充电截止等功能于一体，采用
QFN-24 封装形式。HB6295 对电池充电分为三个阶段：预
充（Pre-charge）、恒流（CC/Constant Current）、恒压
（CV/Constant Voltage）过程，恒流充电电流通过外部
电阻决定，最大充电电流为4A. HB6295 集成最大输入
电流限制、短路保护，确保充电芯片安全工作.HB6295
集成NTC 热敏电阻接口，可以采集、处理电池的温度信
息，保证充电电池的安全工作.
2、HB6295应用电路
图 2.1、HB6295 应用示意图
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3、管脚定义
图 3.1.1、HB6295 管脚分布图
表3.1.1、HB6295 管脚描述
序号 符号 I/O 描述
1 CELL I 充电电池节数调整
2 REF42 O 参考电平
3 ISETIN I 充电电流调整，利用电阻分压使输入电压在0 到4.2v 之间，对充电电流进行调整
4 AGND I 模拟地
5 CS I 电流检测正端输入
6 BATT I 电池电压检测，电流检测负端输入
7 VTRIM I 恒压充电电压微调
8 CSAV O 平均充电电流检测
9 CCI O 充电电流调整环路补偿管脚
10 CCS O 输入电流调整环路补偿管脚
11 CCV O 电压调整环补偿管脚
12 THM I 电池温度检测输入管脚
13 SLEEP O 输入电压低于电池电压，输出高阻
14&15 STAT1 O (STAT1)绿 (STAT2)红 描述
灭 灭 没有充电或者无电池
灭 亮 正在充电
亮 灭 充电完成
灭 脉冲1(0.5Hz) 故障状态
STAT2 O
灭 脉冲2(2.0Hz) 电池温度异常
16 TIMER O 外接电容到地，对充电时间进行控制
17 PGND I 功率地
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18 DLO O 同步整流管驱动
19 DHI O 高端PMOS 管驱动
20 DCIN-6 O DHI 驱动低电平，比输入电压低6v，对PMOS 管栅极电压进行限制
21 CSSN I 输入电流检测负端输入
22 CSSP I 输入电流检测正端输入
23 DCIN I 电源输入
24 V55 O 外接稳压电容，内部逻辑电源
5、HB6295电气特性和推荐工作条件
表5.1.1、HB6295 推荐工作条件
参数 最小值 典型值 最大值 单位 备注
电源电压 9 12 28 V /
环境温度 -20 70 ℃ /
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6、HB6295性能参数
表6.1.1、HB6295 性能参数(Ta=25℃)
参数 符号 测试条件 最小 典型 最大 单位
输入电流
DCIN 供电电流 IDCIN 5 mA
VI(BAT)=8.4V 15
SLEEP 模式电流 ISLP VI(BAT)=12.6V 30
VI(BAT)=16.8V 45
uA
电压调整
输出电压 VOREG / 4.2 V/cell
输出电压精度 -0.5% +0.5%
充电电流
恒流充电电流 ICHG 200 4000 mA
检流电阻RSNS 两端电压 VIREG VISETIN=4.2V 200 mV
预充电电流
2 节电池 6 V
预充电转快速充电阈值电压 VLOWV 3 节电池 9
4 节电池 12 V
预充电电流范围 IPRECHG 40 800 mA
充电截止电流
充电截止电流范围 ITERM 25 500 mA
截止电流系数 ITERM/ICHG 1/8 mV
再充电电压
再充电阈值电压 VRCH 4.1 V/cell
TIMER输入
TIMER 系数 KTIMER 4.66 H/10nF
CTIMER 电容 CTIMER 10 nF
PWM
振荡频率 400 KHz
最大占空比 DMAX 98％
最小占空比 DMIN 1％
电池检测
时间错误时的电池检测电流 IDETECT 5 mA
放电电流 IDISCHARG 1 mA
放电时间 TDISCHARG 1 S
唤醒电流 IWAKE 5 mA
唤醒时间 TWAKE 0.5 S
保护
过压保护阈值 117 ％VOREG
电流限值 3.5 A
短路电压阈值 2 V/cell
短路电流 30 mA
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7、工作流程图
Yes
No
No
POR
VCC>VBAT
任何时候都检测
停止充电；使能IDISCHG2,
时间为tDISCHG2
指示正在充电
CC/CV
预充电IPRECHAG
指示正在充电
睡眠模式
睡眠模式指示
两灯都不亮
检测电池温度是
否超过52度？
VBAT<VLOWV
ITERM检测？
Yes
Yes
Yes
Yes
Yes
Yes
Yes
No
No
Yes
No No
No
No
No
Yes
No
No
Yes
电池检测
检测电池是否在？
指示电池不在
No
Yes
启动预充电
时间计数
检测电池温度是
否超过52度？
暂停充电
指示电池温度过高
暂停充电
暂停充电
指示电池温度过高
暂停充电
检测电池温度是
否超过52度？
VBAT<VLOWV
指示正在充电
检测电池温度是
否超过52度？
检测电池温度是
否超过52度？
暂停充电
指示电池温度过高
暂停充电
VBAT<VLOWV
启动快速充
电时间计数
快速充电时
间是否到？
预充电时间
是否到？
No
Yes
错误状态
使能IDETECT
指示错误状态
VBAT>VRCH
VBAT>VRCH
取消IDETECT
指示错误状态
充电完成
指示充电结束
电池移除
指示电池不在
错误状态
指示错误状态
置换电池？
VBAT<VRCH
Yes
No
Yes
No
Yes
No
VBAT<VRCH
Yes
No
图 7.1、充电流程图
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8、HB6295功能描述
8.1、锂电池充电介绍
图8.1、锂电池充电曲线示意图
锂电池充电过程主要分为三个阶段：预充、恒流充
电和恒压充电.当电池电压过低，需要小电流对电池进行
唤醒充电，恢复深度放电的电池，即电池预充电阶段.
恒流充电阶段充电电流保持恒定，同时电池电压不断上
升.当电池电压达到一定设定的恒压值时进入恒压充电
阶段，此时充电电流不断下降，直到电流小到充电截至
电流时停止充电，在这个过程中电压会略有上升.
8.2、预充电电流
上电后，如果电池电压低于VLOWV 阈值电压，HB6295
启动一个预充电过程对电池充电，预充电电流为IPRECHG.
预充电时间（tPRECHG）为总充电时间的1/8.当TTC 接地
时，总的充电时间没有限制，预充电时间TPRECHG 固定为
40 分钟.如果充电时间超过TPRECHG，电池电压仍低于VLOWV，
HB6295 停止充电并指示错误，引脚RED 输出一个频率为
0.5Hz 的脉冲.上电复位和更换电池都将能退出错误状
态.
预充电电流为恒流充电电流的1/5.
8.3、恒流充电电流设定
电池充电的电流值ICHG，由外部电流检测电阻RSNS
和管脚ISETIN 的输入电压共同设定.设置充电电流，我
们首先选择RSNS，RSNS 太大会降低充电效率，太小则影响
检测精度，一般取0.1Ω.确定了RSNS 之后，可以通过下
面的公式计算恒流充电电流.
20 RSNS
VISETIN
ICHG
´
=
如确定RSNS 为0.1Ω，当管脚ISETIN 接4.2V 参考
电压时，此时恒流充电电流为2A.
8.4、充电电压设定
电池电压低于3.0V（双节电池低于6V）时进入预
充电模式；
充电截至电压4.2V/CELL；
当充电完成后，如果电池由于电流泄漏电压降到
4.1V/CELL 以下时，进入再充电周期.
8.5、充电时间限制
HB6295 内部对预充电和总充电时间进行限制，总的
充电时间限制：
TCHARGE=CTTC•KTTC
其中，CTTC 为引脚TTC 接的电容值，KTTC 为系数.
当外接10nF 电容时，充电时间为4.66 小时,如果要
延长限制时间，则可以按比例增加TTC 脚的外接电容.
预充电的时间为总充电时间的1/8，如果在这个时间里
面相应的充电周期没有完成，芯片进入FAULT 状态.管脚
RED 输出脉冲指示.
8.6、充电截止电流
在恒压阶段，充电电流值减少到ITERM 时，HB6295
内部产生EOC 信号，充电截止.充电截止电流可通过管脚
CSAV 外接电阻设置：
SNS CSAV
TERM R R
I
´
= 480
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8.7、电池检测
对于电池包可移除的应用场合，HB6295 提供一种
智能检测电池包的方案.
上电或 Vrch
VBAT<VSHORT
使能
IDISCHARGE
检测到电池
开始充电
VBAT>VOREG
施加
IWAKE
检测到电池
开始充电
电池不在
YES
NO
YES
YES
上电时或者由于电池移除及
电池放电使VBAT下降到
Vrch以下时启动电池检测
NO
图 8.2、电池检测流程图
充电完成后，电池电压检测脚的电压保持在再充电
阈值电压VRCH 以上.由于电池放电或者是电池移除，导
致电池电压检测脚的电压低于再充电阈值电压时，
HB6298A 启动电池检测过程，如图8.2 所示.该检测过程，
先使能一个周期时间为TDETECT 的检测电流(IDETECT)，并
检查电池电压是否低于短路阈值电压（VSHORT）.如果电
池电压高于VSHOTR，则检测到电池，启动充电过程，否
则，说明电池不在，启动下一步检测过程，使能一个周
期时间为TWAKE 的唤醒电流（IWAKE），并检查电池电压是
否低于再充电阈值电压.如果此时电池电压低于再充电
阈值电压，则说明电池在，启动充电过程，否则，说明
电池不在，再一次执行无电池检测的第一步.
图8.3、电池检测波形
无电池检测的波形如上图所示,TDISCHARGE 为1
秒,TWAKE 为0.5 秒.
8.9、睡眠模式
当输入电压小于电池电压时，HB6295 进入睡眠模式.
芯片停止工作.
8.10、参考电压
HB6295 通过管脚V55、REF42 产生两组电压，管脚
V55 的电压为5.5V 左右，为内部低压电路提供电源；
REF42 为4.2V 参考电压，提供基准电压.
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8.11、充电状态指示
(STAT1)绿 (STAT2)红 描述
灭 灭 没有充电、无电池或睡眠模式
灭 亮 正在充电
亮 灭 充电完成
灭 脉冲1(0.5HZ) 故障状态（预充电超时，总充电时间超时，过电压等）
灭 脉冲2(2.0HZ) 电池温度异常
8.12、电池过温保护
通过NTC 热敏电阻检测电池温度，NTC 阻值随着电
池温度变化而变化，因此当NTC 与正常电阻串联对VREF
参考电压进行分压，分压值会随着NTC 阻值的变化而变
化，这个电压通过管脚TEMP 反馈到芯片内部进行控制.
如下图所示, R6 的阻值等于NTC 电阻在52℃时阻值的
20.5 倍.当电池温度高于52℃时，RED 管脚输出一个频
率为2Hz 的脉冲指示信号.如果不需要对电池进行过温
检测，则可以把NTC 替换为阻值为R6 的1/2 的电阻.(不
需要低温保护)
图 8.4、NTC 连接示意图
8.14、超时错误恢复
由工作流程图所示，HB6295 提供充电超时错误（包
括预充电超时和总充电时间超时）的恢复机制.总结如
下：
情况 1：VBAT电压大于再充电阈值电压并发生超时
错误.
恢复机制：由于电池对负载放电、自放电或者是电
池移除，使得电池检测电压降到再充电阈值电压以下.
此时，HB6295 清除错误状态，并进入无电池检测过程.
此外，上电复位可以清除这种超时错误状态.
情况2：充电电压低于再充电阈值电压并发生超时
错误.
恢复机制：发生这种情况时，HB6295 使能一个
IDETECT 电流.这个小电流可用来检测电池在不在.只要电
池电压低于再充电电压，该电流一直保持.如果电池电压
高于再充电电压，那么HB6295 取消IDETECT 电流，并执
行情况1 的恢复机制.就是一旦电池电压又低于再充电
阈值电压时，HB6295 清除超时错误，并进入无电池检测
过程.上电复位可以清除这种超时错误状态.
8.15、输出过电压保护
HB6295 内置过电压保护功能.当电池电压过高时，
比如说电池突然移除时产生的过电压，该功能可以保护
器件本身和其他元器件.当检测到过电压时，该功能立即
关闭PWM，并指示错误.当电压检测电压低于再充电阈值
电压时，该错误解除.
8.16、电感选择
为了保证系统稳定性，在预充电和恒电流充电阶
段，系统需要保证工作在连续模式(CCM).根据电感电流
公式：
) VBAT
V
V V
(
L FS
1
#I
IN
IN - BAT ´
´
=
其中DI 为电感纹波、FS 为开关频率，为了保证在
预充电和恒流充电均处于 CCM 模式，DI 取预充电电流
值，即为恒流充电的1/5,根据输入电压要求可以计算出
电感值.
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9、HB6295封装
表9.1、TSSOP-24 封装尺寸表
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