Circuit intégré de chargeur de batterie linéaire 1A : équilibre entre fiabilité, perte en veille, temps de charge et coût

Les solutions de recharge pour les appareils portables au lithium à cellule unique sont toujours un compromis entre quatre facteurs : fiabilité des surtensions d'entrée, attendre perte de puissance, temps de charge et coût.

Les problèmes de l’industrie sont familiers. Un adaptateur haute tension mal connecté grille le circuit intégré du chargeur. Une fuite excessive de la batterie réduit le temps de veille. L'ajout de dispositifs de protection externes augmente le coût de la nomenclature et la surface du PCB. Chaque ingénieur travaillant sur des cigarettes électroniques, des jouets intelligents, des haut-parleurs sans fil ou des stations de chargement a rencontré au moins un de ces problèmes.

La gamme de produits CI de chargeur de batterie linéaire 1A d'ETEK a été construite exactement autour de ces quatre tensions. Couvrant la plage de courant de charge de 0,8 A à A avec plusieurs packages et options de fonctionnalités, la famille offre aux concepteurs un moyen de résoudre les compromis au lieu de choisir entre eux. Cet article passe en revue la gamme, les spécifications phares et deux véritables victoires en matière de conception.

Matrice de produits IC de chargeur de batterie linéaire 1A

Un circuit intégré de chargeur convient rarement à tous les produits portables. La famille de chargeurs linéaires ETEK couvre donc de multiples spécifications afin que chaque application puisse trouver un appareil adapté :

Les quatre séries partagent la même philosophie de conception : intégrer la protection dont les produits portables ont réellement besoin, afin que le circuit externe reste minimal.

Produit phare : CI de chargeur de batterie linéaire ET95153 36 V/1 A

L'ET95153 est le produit phare de la famille et illustre un circuit intégré de chargeur de batterie linéaire intégré que l'on devrait emporter aujourd'hui.

Spécifications de base :

Paramètre	Valeur
Courant de charge	1A (programmable)
Tension de fonctionnement d'entrée	4,5 V – 6 V
Tenue d'entrée maximale	36V
Protection contre les surtensions d'entrée	7 V (typique)
Options de tension flottante	4,2 V/4,35 V/4,4 V
Tolérance transitoire de la broche BAT	17 V (1 s maximum)
Courant de fuite BAT	5nA (typique)
Emballer	DFN8 (3,0 mm × 3,0 mm)

Fonctionnalités intégrées : MOSFET à blocage inverse, compensation de courant et de boucle intégrés à l'étage de puissance ; double indication de l'état de charge CHG/FULL ; FR contrôle de charge ; UVLO et OVP; protection contre les connexions inversées de la batterie ; et une régulation thermique à 140°C qui réduit le courant de charge au lieu de s'arrêter lorsque la température augmente.

Trois de ces spécifications méritent d’être examinées de plus près, car elles définissent la compétitivité de l’appareil.

Qu'est-ce qui rend l'ET95153 compétitif

Tolérance transitoire BAT 1,17 V — marge pour conditions anormales.

Les événements de connexion à chaud envoient des pointes directement à la broche de la batterie. Une valeur transitoire de 17 V (1 s) permet au circuit intégré d'absorber les pointes de connexion et de survivre à un contact accidentel à haute tension, réduisant ainsi directement les dommages sur le terrain. Pour les produits comme les cigarettes électroniques qui sont branchés et débranchés plusieurs fois par jour, cette marge n'est pas facultative.

Fuite de batterie de 2,5 nA – une veille qui dure.

Lorsque la source d'entrée est retirée, le chargeur ne doit pas vider la batterie. Avec une fuite de BAT typique de 5 nA, l'ET95153 maintient la perte de batterie au niveau du nanoampère, prolongeant considérablement la durée de conservation et l'endurance en veille. Les produits peuvent rester dans un entrepôt ou sur une étagère de magasin pendant des mois tout en restant allumés dès la sortie de la boîte.

3. Tension flottante sélectionnable 4,2 V/4,35 V/4,4 V : un circuit intégré, plusieurs types de cellules.

Les cellules au lithium à haute densité énergétique se chargent de plus en plus à 4,35 V ou 4,4 V. La tension flottante sélectionnable permet au même circuit intégré de chargeur de servir différentes cellules à travers les générations de produits, sans repenser le circuit de charge.

Quatre applications typiques

Cigarettes électroniques — Série ET95153. Charge rapide d'environ 50 minutes, fuite ultra faible en veille et tolérance BAT élevée pour les cycles de prise constants.

Jouets intelligents — série ET95128. Un petit boîtier et une interface simplifiée maintiennent la conception compacte et rentable, tandis que de faibles fuites protègent la durée de vie de la batterie entre les sessions de jeu.

Haut-parleurs sans fil — série ET95053. La surveillance de la température NTC renforce la sécurité de la batterie pendant une lecture longue, la prise en charge de 44 V permet des cellules haute densité et le boîtier thermiquement optimisé gère la chaleur dans des boîtiers fermés.

Stations de chargement — série ET95158. Une charge complète de 1 A avec plusieurs options de package et une indication d'état complète offre aux conceptions de stations d'accueil une flexibilité en termes de mécanique et d'expérience utilisateur.

La logique de sélection est cohérente : à partir des conditions de sollicitations réelles de l’application, choisir ensuite l’appareil dont les atouts y correspondent.

Livraison stable en production de masse

Un circuit intégré de chargeur de batterie linéaire qui réussit les tests doit également être expédié à grande échelle, année après année. ETEK soutient cela avec cinq fondations :

1.R&D et systèmes qualité : Systèmes de gestion certifiés ISO9001, ISO14001 et ISO26262.

2. Fabrication de plaquettes : des partenariats avec plusieurs fonderies à travers une double chaîne d’approvisionnement Chine/étranger.

3.Assemblage et test : plusieurs partenaires d'emballage et de test travaillant en coordination pour sécuriser la livraison.

4.Échelle de production de masse : 3 milliards d'unités expédiées chaque année avec une défaillance sur le terrain inférieure à 5 ppm.

5.Support client mondial : une disposition mondiale pour une réponse rapide et une assistance technique.

Pour les produits de consommation expédiés en volume, ces chiffres appartiennent au tableur de sélection à côté des paramètres électriques.

Design Win 1 : e-cigarette de petite taille, charge rapide, haute fiabilité

Points faibles des clients :

– Possibilité limitée de réduction des coûts dans la solution existante

– L'appareil doit survivre à un contact de 28 V sans endommager le circuit intégré

– Objectif de temps de charge d’environ 50 minutes

Solution ETEK-ET95153Y :

– Tolérance transitoire 17V BAT

– Fuite de batterie 5nA

– Optimisation RC pour les pics de plug-in

Valeur client : l'exigence de surtension anormale et l'objectif de temps de charge ont tous deux été respectés, sans ajouter de protection externe.

Design Win 2 : souris sans fil – chargement pratique, sécurité et optimisation des coûts

Points faibles des clients :

– Risque de dommages dus à des sources haute tension mal connectées

– La solution traditionnelle nécessitait un CI de protection supplémentaire

– Coût supplémentaire de nomenclature et zone PCB

Solution ETEK-ET95053Y :

– Tension d'entrée maximale absolue de 36 V

– OVP 7V intégré

– Haute tenue des broches BAT

Valeur client : le circuit intégré de protection externe a été éliminé, réduisant ainsi le coût de nomenclature et économisant de la surface PCB dans une conception de souris à espace limité.

Les deux cas présentent le même schéma : la valeur d'un circuit intégré de chargeur de batterie linéaire ne vient pas uniquement de la fonction de charge, mais de l'intégration qui l'entoure.

Conclusion

Choisir un circuit intégré de chargeur de batterie linéaire de 1 A pour les appareils portables monocellulaires signifie résoudre quatre tensions à la fois : la fiabilité des surtensions, la perte en veille, le temps de charge et le coût. La famille de chargeurs ETEK y répond grâce à une tenue d'entrée élevée (36), une tolérance transitoire BAT de 17 V, une fuite de batterie de 5 nA, des tensions flottantes sélectionnables et une protection entièrement intégrée — soutenues par 3 milliards d'unités d'expérience d'expédition annuelle avec une défaillance sur le terrain inférieure à 5 ppm.

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