概述：TWL2213是一款锂离子电池充电控制器，它为四面48脚封装。绝对最大额定参数值：VCHG（脚32）电压为－0.3V到12V，其它所有引脚上的电压为－0.3V到65V，工作环境温度为－25℃～85℃，工作结温范围为－25℃～＋150℃，焊接温度是260℃（10S）。
    为对单节锂离子电池和单节锂聚合物电池组充电，内置一个线性充电器。在充电之前，TWL2213激发电池唤醒并对失效电池提供检测功能。对于深度放电电池，器件通过涓流充电进行预充电。一旦检测到适当的电池电压后，TWL2213即进行恒流快速充电。当电池达到选择的电池稳定电压时，则终止充电。在整个充电期间，IC通过外部热敏电阻器监视电池温度。如果电池温度超过设定范围，则暂停充电。电路利用3个可编程安全定时器来限制预充电、恒流充电及总充电时间。


    含有6个低压差（LDO）线性电压稳压器，以履行电源管理。一个稳压器由IC的供电开/关（ON/OFF）逻辑驱动，并结合微控制器复位功能。另外5个低噪声稳压器包含各自的可编程输出电压和使能截止（EnabledISAble）。TWL2213可从电池或AC适配器加电。器件同时还包含分别可选择的LED背光驱动器、振铃器（ringer）及振动器（Vibrator）驱动器。一个内部8位ADC可从外部脚进入。系统微控制器存取IC全部编程，状态经由I2C串行接口。

 

一、TWL2213引脚功能排列

 

二、TWL2213内部方框图

　1. 供电开/关控制与复位控制器供电开/关控制电路用作控制延迟通电复位时间。有两种不同的复位情况：手动加电情况和适配器图3唤醒（wakeup）电路通电情况。在手动加电情况下，若按下开关，PWRKIN信号变为高态并且VREG1（稳压器1输出）使能。在适配器通电情况下，没有电池连接到器件。

　　在适配器连接之后，VREG1的输出使能。在以上两种条件下，当VREG1达到其正常输出电压的90%时，TWL2213依靠充电复位定时电容器CD1开始延迟复位过程。当CD1被充电到1.2V时，XRST信号被TWL2213解除并被外部上拉电阻抬高，从而完成复位过程，外部控制器在常态下操作。器件依靠充电定时电容器CD2开始延迟断电过程，并且在CD2充电到1.2V和没有有效PSH信号被接收时，器件被切断电源。在接通状态期间，器件产生输出信号PWRKOUT,外部控制器可用其检测开关动作。

　　复位控制器用作履行控制延迟接通复位时间和监视VREG1电平。

　　2. 电源管理LDO稳压器TWL2213内含6个LD0稳压器。稳压器1在通电后自动使能，并施加到微处理器。该稳压器输出电压通常为2.8V,最大输出电流是150mA,要求输出电容器的容量为4.7μF~10μF（ESR<6Ω）。稳压器6输出电压通过I2C/SPI使能和编程，输出电压范围为2.5V~3V,最大输出电流为100mA,使用4.7μF~10μF和ESR=1Ω~6Ω的输出电容器。稳压器2~5输出的电压为2.3V~3V,通过I2C使能和编程，具有低噪声特性。稳压器2和3的最大输出电流是80mA,稳压器4和5的最大输出电流分别是120mA和150mA.这些稳压器要求使用4.7μF~10μF的ESR<6Ω的输出电容器。

  3. 驱动器TWL2213内置LED、振铃和振动驱动器。LED驱动器通过I2C使能，分别驱动160mA、20mA和10mA的3支LEDS.振铃驱动器通过I2C使能，并使用RDS（on）不大于3Ω的N沟道FET,驱动外部振铃器。振动器驱动器输出电压和电流可选择，通过I2C使能。如果SEL脚连接到VDD,输出电压是3V.如果SEL脚接地，输出电压设定在1.3V.

　　4. I2C单元与参考系统I2C单元为外部器件提供I2C接口。IC串行接口与I2C总线兼容，在从属模式下操作。该接口包含终端CLK（I2C总线串行时钟）和DATA（I2C总线串行地址/数据输入和输出）。

　　参考系统用作提供电压参考和内部电路的偏置电流。

　　5. 电池充电器控制TWL电池充电器控制电路的主要作用有：

　　（1）为履行充电功能的外部电路提供必要的信号；（2）为测量目的提供两个ADC输入；（3）所包含的振荡器产生器电路，可为器件产生主时钟频率为500kHz的时钟信号。

　　电池充电器对单节锂离电子电池的充电作用包括以下几个方面：

　　（1）电池组唤醒（batteryPACkwakeup）锂离子电池因过充电或过放电容易损坏。为防止电池损坏，TWL2213设置了电池单元唤醒电路，如图3所示。在充电周期期间，若单元保护器监测到过电压，则与充电器不连接，阻止进一步充电，但允许放电。在放电时，若监测到欠电压条件，保护器同样从负载切断电池，以阻止进一步放电。在充电周期开始时，TWL2213提供1mA、4.3V的唤醒信号。在8秒时间限制结束时，若电池单元电压仍保持4.3V,一个无电池标志在状态寄存器中置位，充电通路断开。如果电池电压低于2.5V,一个电池标志在状态寄存器中被置位。发送坏电池信号。在任何一个情况中，充电作用停止。

　　（2）预充电TWL2213的预充电电路如图4所示。充电器DC输入电压施加到VCHG脚，当电池电压低于32V时，则开始预充电。预充电时间由预充电定时器（PTR）设定，范围为0~136分钟，步程（step）是4分钟。在预充电周期内，若在预充电完成之前定时器期满，一个充电电池误差（BATTERR）识别（flag）在状态寄存器中被置位，充电终止。充电器最大充电电流是100mA,RPRE脚上电压VPRE为1.2V±10%,外部电阻器Rpr的取值决定所预期的充电电平。

　　（3）快速充电与终止当电池被预充到3.2V时，充电器开始进入快速充电阶段。图5为快速充电原理图。

　　快速充电包括恒流（CC）模式和恒压（CV）模式两种。在CC模式中，充电器将充电电流调至最大电平。外部监测电阻器Rsense及其电压降Vsense决定最大充电电流Imax.Vsense通过I2C接口编程，数值为100mV~200mV（每级为20mV）。CC充电定时器（CCTR）限制CC充电时间（从0~274分钟，每步程为8分钟）。当电池电压达到恒压（CV）状态时，充电器开关转换到快速充电CV模式。当充电电压被调节到4.1V或4.2V的可编程电平时，充电电流开始减小。当充电电流是在编程终止电平或总充电定时器（TCTR）时间已过时，充电周期终止。终止电流电平可以编程到在CC模式下充电电流的10%、20%、30%、40%或50%.

　　（4）温度监视TWL2213在充电周期内自始至终监视电池温度，并利用NTC热敏电阻器产生ADC输入参考电压。TWL2213将ADC参考电压与可编程门限电压进行比较，决定充电暂停或过热切断。

 

三、TWL2213推荐工作条件[Page]