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SM6781BV
Ni-MH/Ni-Cd バッテリー用バッテリーチャージャ IC
■概要
SM6781BV は、ニッケル水素 (NiMH) 電池、およびニッケルカドミウム (NiCd) 電池の急速充電制御用 IC で
す。急速充電は、− ∆V および最大充電時間経過により完了します。また、電池電圧が異常となった場合には、
急速充電を正常状態となるまで保留する構成になっています。SM6781BV を使用することにより少ない部品点
数でより安全性の高い急速充電器の実現が可能になります。
■端子配置図
■特長
• Ni-MH/Ni-Cd 電池用急速充電制御 IC
(Top view)
• − ∆V および最大時間による急速充電停止
• − ∆V 検出禁止時間:15 分
• − ∆V 検出精度: − 4mV typ.
• インヒビット機能
• 充電状況の表示用の LED 制御端子付き
TIME
CHGN
( 点灯、点滅、消灯の 3 モード表示 )
• 低消費電力スタンバイモード (1µA 以下 )
LEDN
INH
• パッケージ:8-pin VSOP
BATT
NC
■外形寸法図
(Unit:mm)
0 to 10 °
0.5 ± 0.2
8-pin VSOP
6.4 ± 0.3
SM6781BV
4.4 ± 0.2
Package
+ 0.1
.05
0.15 − 0
0.575TYP
3.1 ± 0.3
1.15 ± 0.05
Device
VDD
VSS
0.65
0.10
0.1 ± 0.05
■オーダーインフォメーション
0.22 ± 0.1
0.12 M
SEIKO NPC CORPORATION —1
SM6781BV
■ブロック図
VDD
DC
Input
VDD
TIME
CHGN
Current
Source
Reference
Regulators
Timer Mode
Selector
CHG Driver
VDD
BATT
Max/Min
Cell-voltage
Check
A/D
−∆V
Function
Block
Timing Control
Logic
LEDN
Battery
Pack
Charge Control
Logic
INH
SW
LED Driver
OSC
NC
VSS
■端子説明
端子番号
端子名
I/O
機能
1
TIME
I
タイマモード選択入力端子 (3 レベル )
"High"および"Low"レベルはプルアップまたはプルダウンすることで、また"Middle"
レベルは抵抗分割などで作られた VDD/2 の電圧を印加し設定します。
2
LEDN
O
充電状態表示 LED 駆動用出力端子
オープンドレイン出力であり、急速充電モードでは出力 "Low"、急速充電時の異常
電池電圧検出時および INH 端子が "High" 時には約 1Hz のパルスを出力し、充電終
了時では出力 "High インピーダンス (Hi-Z)" となります。
3
BATT
I
電池電圧検出用入力端子
電池の正負極間に入れた高インピーダンスの抵抗分圧器によって得られた 1 セルあ
たりの電圧を入力します。
4
VSS
−
GND 端子
5
VDD
−
電源供給端子
6
NC
−
未使用端子 ( オープンで使用して下さい )
7
INH
I
充電中断入力端子
High にすると充電動作を停止し、再度 Low にすると充電停止した時点の状態から
動作を再開します。
8
CHGN
O
充電制御用オープンドレイン出力端子
充電電流を流すときには Hi-Z を出力し、充電電流を止める場合には "Low" を出力
します。
SEIKO NPC CORPORATION —2
SM6781BV
■絶対最大定格
V SS = 0V
項目
記号
定格
単位
電源電圧
VDD
− 0.3 ∼ + 7.0
V
入力電圧
V IN
− 0.3 ∼ + 7.0
V
保存温度
TSTG
− 55 ∼ + 125
°C
動作温度
TOPR
− 25 ∼ + 85
°C
消費電力
PW
150
mW
■電気的特性
●電気特性 1
V DD = 4.0V ∼ 5.5V, VSS = 0V, Ta = 25 °C
項目
記号
条件
規格
許容差
単位
最小電池電圧
VMNV
VBATT < V MNV 急速充電禁止
0.6
± 0.2
V
最大電池電圧
VMXV
VBATT > V MXV 急速充電禁止
2.0
± 0.1
V
●電気特性 2
特記なき場合 VDD = 4.0V ∼ 5.5V, VSS = 0V, Ta = 0 ∼ 85 °C
項目
電源電圧
端子名
記号
規格
条件
TYP
MAX
5.0
5.5
V
VDD
V
VDD
V DD
4.0
BATT
VBATT
0
VIH1
V DD − 0.5
INH
入力電圧
TIME
V
V IL1
0.5
VIH2
V DD − 0.5
VIM
(VDD/2) − 0.5
BATT
V DET
出力パルス周波数
LEDN
fLED
スタンバイ電圧
BATT
VSTB
消費電流
VDD
IDD
スタンバイ電流
VDD
ISTB
LEDN, CHGN
IOL
入力漏れ電流
INH, TIME
IL
出力漏れ電流
LEDN, CHGN
IOZ
シンク電流
1
(V DD/2) + 0.5
V
0.5
V
2
V
1
V DD − 1.5
VDD = 5V, 無負荷時
VDD = 5V, VBATT = VDD ,
無負荷時
VOL = VSS + 0.8V
Hz
V DD − 0.5
V
0.5
mA
1
µA
10
INH, TIME = V SS to VDD
mA
±1
−5
V
V
V IL2
− ∆V検知電圧範囲
単位
MIN
µA
µA
SEIKO NPC CORPORATION —3
SM6781BV
●最大急速充電時間
V DD = 5V, Ta = 25 °C
TIME 端子レベル
MIN
TYP
MAX
単位
High
192
240
288
min
Middle
96
120
144
min
Low
64
80
96
min
MIN
TYP
MAX
単位
● − ∆V 検出電圧
V DD = 5V, Ta = 25 °C
− ∆V 検出電圧
−4
mV
● − ∆V 検出禁止時間
V DD = 5V, Ta = 25 °C
− ∆V 検出禁止時間
MIN
TYP
MAX
単位
720
900
1080
sec
SEIKO NPC CORPORATION —4
SM6781BV
■機能説明
●動作フロー図
電源投入
スタンバイモード解除
初期化 約200ms
最大急速充電時間カウント開始
− ∆V 検出禁止時間カウント開始
異常電池電圧検出
or INH = H
電池電圧チェック開始
(電池電圧:VBATT ≥ 2V or 0.6V > VBATTで
異常電圧検出)
電池電圧チェックは常時動作
最大急速充電時間カウント停止
− ∆V 検出禁止時間カウント停止
急速充電
(− ∆V 検出禁止状態)
LEDN = L (点灯)
CHGN = Hi-Z
急速充電保留
LEDN = Hi-Z (点滅)
CHGN = L
異常電池電圧検出
or INH = H
NO
− ∆V 検出禁止時間経過
YES
急速充電
(− ∆V 検出可能状態)
LEDN = L (点灯)
CHGN = Hi-Z
異常電池電圧検出解除
(異常電池電圧検出以前
の状態に復帰)
and INH = L
電池電圧チェック
(電池電圧:VBATT ≥ 2V or 0.6V > VBATT)
CHGN = L (急速充電電流は停止状態)
YES
NO
YES
INH = H
NO
NO
− ∆V 検出
or
最大急速充電時間経過
ピーク電圧データクリア
YES
急速充電終了
電池電圧チェック停止
LEDN = Hi-Z (消灯)
CHGN = L
最大急速充電時間カウント再開
− ∆V 検出禁止時間カウント再開
急速充電へ復帰
SEIKO NPC CORPORATION —5
SM6781BV
●初期化
SM6781BV は、電源 ON あるいは電池の挿入 ( スタンバイモードの解除 ) により動作を開始します。初期
化終了後に BATT 端子の入力電圧状況・タイマーモードに従い充電モードが決定されます。
●電池電圧チェック
BATT 端子からの入力電圧が許容範囲から外れた場合には、急速充電は停止となります。この時には、最
大急速充電時間、− ∆V 禁止時間をカウントしているタイマーも停止状態となります。なお、BATT 端子の入
力電圧が許容範囲内になれば、約 2.3 秒のディレイ後に急速充電およびタイマーカウントは再開されます。
また、急速充電への復帰時には保持してあるピーク電圧データはリセット (0V にセット ) されます。
● − ∆V 検出禁止時間
急速充電開始から 15 分間 ( 急速充電の累計時間 ) は、− ∆V の検出を行いません。
● CHGN 端子出力パターン
CHGN 端子は、急速充電時に Hi-Z となり、急速充電終了後、または電池電圧異常時、または INH 端子が
High の場合は、Low 出力となります。
Hi-Z
CHGN
Low
Quick charge
Stop/Hold/INH=High
図 1:CHGN 端子の状態
● LEDN 端子出力パターン
急速充電時は Low 出力 ( 点灯 )、急速充電終了後は Hi-Z 出力 ( 消灯 ) となります。急速充電終了以前に電
池電圧異常を検出した場合には、約 1Hz のパルス出力 ( 点滅 ) となります。また、INH = High の場合にも、
約 1Hz のパルス出力となります。
Hi-Z
LEDN
Low
Quick charge
Abnormal battery
voltage detect
Stop/Hold,
INH = High
図 2:LEDN 端子の状態
●急速充電終了方法
急速充電は − ∆V 検出もしくは最大充電時間の経過によって終了します。
SEIKO NPC CORPORATION —6
SM6781BV
● − ∆V 検出機能
− ∆V 検出機能は、BATT 端子の電圧 VBATT がピーク電圧に対して 4mV(typ) 以上低くなった場合に、電池が
満充電であると判断し急速充電を終了します。(1V < VBATT < 2V で有効 )
4mV
Cell voltage
Vpeak
− ∆V detect
Quick charge time
図 3:電池電圧の変化例
● − ∆V 検出用 AD コンバータ
AD コンバータには2重積分型のAD コンバータを用いており、約2.34秒毎にサンプリングを行っています。
● − ∆V 検出タイミング
− ∆V 検出およびピーク電圧検出は、AD 変換結果 8 回毎の平均値を基に行っています。
したがって、 − ∆V 検出タイミングは約 18 秒毎に行われます。
490ms max
8
2
1
7
3
8
Operation
A/D convert
Stop
2.34sec
Averaging
− ∆V detect
Peak hold
and compare
18sec
Peak hold
and compare
図 4:− ∆V 検出と AD 変換
●スタンバイモード
BATT 端子電圧 V BATT がスタンバイ電圧 VSTB 以上になるとスタンバイモードに入ります。
このモードの間、最大急速充電時間タイマー、− ∆V 検出禁止タイマー、ピーク電圧データはすべてリセッ
トされます。このとき、CHGN 端子・LEDN 端子は Hi-Z 出力となります。
●充電中断機能 (INH 端子 )
INH 端子を "H" にすることにより、充電動作を停止することができます。INH 端子が "H" の期間中には内
部タイマは停止し、CHGN 端子は "L" に、LEDN 端子は 1Hz pulse となります。
急速充電停止機能の解除は INH 端子を "L" にすることで行い、充電動作が停止される前の状態に復帰
し、内部タイマも動作を再開します。( 注 ) この時、− ∆V のピーク電圧はリセット (0V にセット ) されます。
この INH 端子に温度スイッチ (NPC SM6611) を接続することで簡易的な温度制御が可能です。
SEIKO NPC CORPORATION —7
SM6781BV
● BATT 端子入力について
電池電圧検知用の BATT 端子に印加される電圧は、充電中の電池の 1 セルに相当する値に抵抗 (100kΩ 以
上を推奨 ) などで分割した電位を供給します。また、1 セルを充電する際には、電流制限用の抵抗 (100kΩ 以
上を推奨 ) を電池と BATT 端子間に接続する必要があります。
Current
Source
Current
Source
BATT pin
Ra
100kΩ
N
BATT pin
Rb
Ra
=N−1
Rb
N:Number of cells
図 5:BATT 端子接続例 ( 複数セル )
図 6:BATT 端子接続例 (1 セル )
● BATT 端子の入力電圧による各種動作
Battery voltage
[V]
Battery
check
Quick
charge
−∆V
detect
Standby
mode
VDD
Valid
VDD − 0.5
VDD − 1.5
NG
2.0
Valid
Valid
1.0
0.6
NG
0
● 充電動作ステータス一覧
条件
電池チェック
CHGN
端子出力
LEDN
端子出力
内部タイマー
INH 端子
急速充電
L
OK
Hi−Z
L ( 点灯 )
カウント
急速充電保留
L
NG
L
1Hz ( 点滅 )
ホールド
急速充電中断
H
−
L
1Hz ( 点滅 )
ホールド
急速充電終了
L
OK
L
Hi−Z ( 消灯 )
リセット
スタンバイ
−
−
Hi−Z
Hi−Z ( 消灯 )
リセット
充電ステータス
SEIKO NPC CORPORATION —8
SM6781BV
■標準回路例
● 2 セルの場合
VBB 12V
R1
5.1kΩ
78L05
Q1
2SC945
IN
OUT
VSS
5V
VBEQ2
Q2
2SD525
ICHG =
R2
4Ω5W
=
5 − VBEQ2
R2
5 − 0.65
4
ICHG
VDD 5V
R6
33kΩ
R5
1.8kΩ
Q3
2SC945
R7
100kΩ
CPU
or
Temperature switch
(SM6611)
SM6781BV
5
R3
100kΩ
SW1
R4
100kΩ
2
1
4
VDD
CHGN
LEDN
INH
TIME
NC
VSS
BATT
8
7
6
3
R8
200kΩ
C1
1000pF
R9
200kΩ
R8
=N−1
R9
N= Number of cells
注 ) 上記回路例は機能を実現するための接続例であり、充電器の動作を保証するものではありません。
SEIKO NPC CORPORATION —9
SM6781BV
※このカタログに記載されている製品のご使用に際しては、次の点にご注意くださいますようお願い申し上げます。
1. このカタログに記載されている製品は、
その故障または誤作動が直接人命に関わる製品に使用されることを意図しておりません。
このような使用をご検討の場合には、
必ず事前に当社営業部までご相談ください。
なお、
事前の ご相談なく使用され、そのことに よって発生した損害 等については、当社では一切責 任を負いかねますの でご了承
ください。
2. このカタログに記載されている内容は、
特性、信頼性等の改善のため予告なしに変更されることがありますので予めご了承ください。
3. このカタログに記載されている内容は、第三者の知的財産権その他の権利を侵害していないことを保証するものではありません。
したがって、
その使用に起因する第三者の権利に対する侵害について当社は責任を負いかねますのでご了承ください。
4. このカタログに記載されている回路等の定数は一例を示すものであり、
量産に際しての設計を保証するものではありません。
5. このカタログに記載 されている製品の全 部または一部が、外国為替及び外国 貿易法その他の関係 法令に定める物資に 該当する
場合は、
それ らの法令に基づく輸 出の承認、
許 可が必要になります ので、
お客様 の方でその申請手 続きをお取りくださ るようお
願いいたします。
セ イ コ ー N P C 株 式 会 社
本社・東京営業所
〒 104­0032 東京都中央区八丁堀 1­9­9
TEL 03­5541­6501 FAX 03­5541­6510
那須塩原事業所
〒 329­2811 栃木県那須塩原市下田野 531­1
TEL 0287­35­3111( 代 ) FAX 0287­35­3120
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〒 550­0004 大阪市西区靭本町 2­3­2
大鰹・住友生命なにわ筋本町ビル 8F
TEL 06­6444­6631( 代 ) FAX 06­6444­6680
http://www.npc.co.jp/
Email: [email protected]
NC0026C
2006.04
SEIKO NPC CORPORATION —10
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