SX4059单节锂电池充电管理带锂电保护复合芯片

一、 产品概述
同时带有电池反接保护和锂电池保护功能的单
节锂电池充电管理芯片。充电过程包括涓流充
电，恒流充电，恒压充电三个过程，充电过程
显示红灯，满电显示绿灯。锂电池保护功能包
括过充电保护，过放电保护，过电流保护，短
路保护，锂电池反接保护功能，另带有0V 电池
激活功能，不需外挂MOS。
封装形式：TSSOP8、SOP8，符合"ROHS"标准。
二、主要参数和特点
充电功能主要电性参数
·输入电压：5.0V 土0.5V
·充电电流：500-600mA
·充电饱和电压：4.25V 土1%
锂电池保护功能主要电性参数
·过充保护电压：4.275V 土50mV
·过充恢复电压：4.075 V 土25mV
·过放保护电压：2.50V 土50mV
·过放恢复电压：2.90V 土75mV
·过电流保护电流：2.5A
充电功能主要特点
·具有电池反接保护功能；
·500mA 的充电电流；
·无需隔离二极管实现防倒灌功能；
·恒定电流/恒定电压操作，并具有可在无过热，危
险的情况下实现充电速率大化的热调节功能；
·精度达到±1%的 4.2V 预设充电电压；
·充电状态双输出和故障状态显示；
·100mA 充电终止；
·2.9V 涓流充电；
·软启动限制了浪涌电流；
锂电池保护功能主要功能
·内置低阻抗的MOSFET；
·电压检测：
·三重过电流检测保护: 过放电流1, 过放电流2
和负载短路检测电流；
·低电流损耗，
·电芯反接保护更安全；
·过温度保护功能；
·短路保护功能；
四、封装管脚及描述
1 2 3 4
8 7 6 5
LEDG VDD VCC GND
LEDR VM BAT VM
封装脚位说明
引脚号名称功能描述
1 LEDG 满电状态指示灯控制引脚，开漏输出。
2 VDD 芯片电源供电端,接充电器正极。
3 VCC 内部电路供电端，外接一颗104电容即
可。
4 GND 接地端，接电芯的负极。
5 VM 电池放电输出端，接负载。
6 BAT 正电源输入端,接电芯的正极。
7 VM 电池放电输出端，接负载。
8 LEDR 充电状态指示灯控制引脚，开漏输出。
四、订购信息
型号 封装 采购代号
SX4059
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五、电性参数----锂电保护部分
注：除非特别说明，普通字体列出的指标指工作温度为TA = 25℃；黑体列出的指标指工作温度为TA = -40℃ 到 85℃；
参数 符号测试条件 小值 典型值 大值
单
位
检测电压
过充检测电压 VCU
4.225 4.275 4.325
V
4.200 4.275 4.350
过充回滞电压 VHC
175 200 225
mV
175 200 225
过放检测电压 VDL 2.450 2.500 2.550 V
过放回滞电压 VHD
375 400 425
mV
350 400 450
充电器检测电压 VCHA
VDD+0.07 VDD+0.12 VDD+0.2
V
VDD+0.02 VDD+0.12 VDD+0.25
负载短路检测电
压
VSHORT VDD = 3.5V
1.20 1.25 1.30
V
1.15 1.25 1.35
检测电流
过充检测电流 IOCC VDD = 3.5V
2.1 3.0 3.9
A
1.9 3.0 4.1
过放电流1检测
电流
IODC1 VDD = 3.5V
2.5 3.5 4.5
A
2.3 3.5 4.7
过放电流2检测
电流
IODC2 VDD = 3.5V
4.5 6.0 7.0
A
4.0 6.0 8.0
电流损耗
正常工作状态
下的电流损耗
IOPE VDD = 3.5V,VM悬空
1.0 2.0 3.0
μA
0.7 2.0 4.0
休眠状态下的
电流损耗
IDDQ VDD = 2.0V,VM悬空 --- --- 0.1 μA
单节锂电池充电管理带锂电保护复合芯片
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参数 符号 测试条件 小值 典型值 大值 单位
VM 端内阻
VM 和 VDD 间的内阻 RVMD
VDD = 3.5V
VM = 1.0V
12 20 30
KΩ
10 25 40
VM 和 GND 间的内阻 RVMS
VDD = 2.0V
VM = 1.0V
300 450 675
KΩ
225 450 900
FET 阻抗
FET等效电阻 RDS(ON)
VDD=4.0V,IVM=1.0A - 58 60 mΩ
过温保护
过温保护 TSHD+
105 120 135
℃
过温保护恢复温度 TSHD- 75 90 105
检测延迟时间
过充电压检测延迟时间 tCU 0.96 1.20 1.40
S
0.70 1.20 2.00
过放电压检测延迟时间 tDL 115 144 173
mS
80 144 245
过放电流1检测延迟时间 tODC1 VDD = 3.5V
8.8 11.0 13.2
mS
6.5 11.0 15.0
过放电流2检测延迟时间 tODC2 VDD = 3.5V
4.40 5.50 6.60
mS
3.00 5.50 9.30
负载短路检测延迟时间 tSHORT VDD = 3.5V
288 360 432
μS
216 360 576
过充电流检测延迟时间 tOCC VDD = 3.5V
8.8 11.0 13.2
mS
6.5 11.0 15.0
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五、电性参数----充电管理部分
凡表注●表示该指标适合整个工作温度范围，否则仅指 TA=25℃，VCC=5V，除非特别注明。
符号 参数 条件 小值 典型值 大值 单位
VDD 输入电源电压 ● 4.5 5 5.5 V
ICC
输入电源
电流
充电模式 ●
150 500 μA
待机模式（充电终止） ● 55 100 μA
停机模式（VCC<VBAT，
或 VCC<VUV） ● 55 100 μA
VFLOAL
稳定输出
（浮充）电压
0℃≤TA≤85℃ 4.170 4.240 4.280 V
ITRIKL 涓流充电电流 VBAT<VTRIKL ● 40 60 100 mA
VTRIKL
涓流充电门限
电压
VBAT 上升 2.5 2.9 3 V
● 80 100 120 mA
ITERM 终止电流门限
VLEDR
LEDR 引脚输
出低电压
ILEDR =5mA 0.3 0.6 V
VLEDG
LEDG 引脚输
出低电平
ILEDG =5mA 0.3 0.6 V
Δ
VRECHRG
再充电电池门
限电压
VFLOAT-VRECHRG 100 150 200 mV
TLIM
限定温度模式
中的结温
145 ℃
RON
功率 FET“导
通”电阻
850 mΩ
（在 VCC 与
BAT 之间）
tss 软启动时间
IBAT=0 至
IBAT=600mA
20 μs
tRECHARGE
再充电比较器
滤波时间
VBAT 高至低 0.8 1.8 4 ms
tTERM
终止比较器滤
波时间
IBAT 降至 ICHG/10
以下
0.8 1.8 4 ms
六、工作条件
推荐工作范围
参数 符号 小值 大值 单位
充电器输入电压（VDD 和GND 间电压） VDD 4.5 5.5 V
电池输入电压（BAT 和GND 间电压） VM -0.3 5.5 V
工作温度范围 TOPR -40 85 ℃
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七、极限参数
参数 符号 小值 大值 单位
充电器输入电压（VDD 和GND 间电压） VDD 0 6.0 V
电池输入电压（BAT 和GND 间电压） BAT 0 6.0 V
LEDR/LEDG LED -0.3 6.0 V
结温 TJMAX ---- 150 ℃
存储温度范围 TSG -55 125 ℃
功率损耗 PMAX ---- 400 mW
注：
极限参数为非正常工作状态下（静态）的极限参数范围， 工作在这个范围内可能造
成电路本身性损坏；应用时请按照“推荐工作范围”提供的参数范围来设定工作条件，不
推荐将应用在超出“推荐工作范围”的条件下，因为那样可能会影响电路整体的可靠
性
八、应用电路图
BAT
GND
VDD
LEDR
LEDG
1K Ω
+5V
C1
10uF
C2
10uF
8
1 4
2
6
VCC
3
C1
0.1uF
VM
5、7
Rload
1 Ω
图8.1 参考应用电路图
注：VDD 的1 欧姆电阻要加，封装0805/1206，精度5% 。
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九、工作原理
有四种工作模式：
正常工作模式、充电工作模式、放电工作模式和休眠工作模式。
9.1 正常工作模式
在正常状态下， 由电芯供电，其VDD
端电压在过充检测电压VCU
和过放检测电
压VDL
之间，VM端电流在过充/过放电检测电流之下，此时，内部开关管正常开启，电
池充电和放电过程自由转换。
注：
当电芯与连接时，即使电芯电压在正常范围内，电路仍有可能处于保护
状态，此时，将VM和BAT短接，或者将电池连接充电器，电路即可进入正常状态。
9.2 过充电压情况
正常状态下，对电池进行充电，当电芯电压（即VDD
端电压，下面统称VDD
）超过过
充检测电压VCU
，且维持时间超过过充电压检测延迟时间Tcu时，则YKL4059内部开关
管关闭，断开充电回路停止充电，进入过充电压保护状态。
进入保护状态后，通过以下两种条件可以恢复到正常状态：
（1）充电器连接的情况下，VDD
电压下降至过充检测恢复电压VCL
（VCL=VCU-VHC
）；
（2）充电器未连接的情况下，VDD
电压下降至过充检测电压VCU
。 当充电器未连接
时，VDD
电压仍然过充检测电压VCU
，电池将通过内部二极管放电，直到电
芯电压低于VCU
，电路进入正常状态。
注：
a)在过充电压情况下，当充电器仍然连接的情况下，若 VM 端的电压大于等于充电
器检测电压 VCHA，即使电池电压低至过充释放电压 (VCL)，过充电压条件仍然不能
被释放 。
b)在过充电压情况下，当电芯通过内置 MOSFET未与充电器相连，充电器
的输入电压低于芯片规定的大额定电压Vmax。超过大额定电压 Vmax会损
坏芯片及电池。
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9.3 过充电流情况
电池在充电工作模式下，如果充电电流值超过过充检测电流值IOCC
，且持续时间超过过
充电流检测延迟时间tOCC
， 将关闭内部开关管，断开充电回路停止充电，进
入过充电流保护状态。
恢复条件： 当充电器断开或者连接负载，VM端电压低于或者等于充电器检测电压
VCHA
时， 自动从过充电流保护状态回到正常状态。
9.4 过放电压情况
在正常条件下，对电池进行放电，当电芯电压掉至过放检测电压VDL
，并且持续时间
超过过放电压检测延迟时间tDL
时， 将关闭内部开关管，切断放电回路停止放
电，进入过放电压保护状态，VM管脚的电压将被VM的对地的内阻 RVMS下拉。当 VM
和地之间的电压小于等于1.5V（典型值），整个电池的电流消耗将降低至休眠状态下
的电流消耗值IDDQ
，进入休眠状态。
恢复条件： 当电池处于过放电压保护状态时，需要对电池进行充电才能使电池恢复
到正常状态。因为过放电电池可能处于两种状态中：一种是放电的时候VDD电压大于
2.0V小于VDL
，此时电池处于过放电保护状态；另外一种是放电时VDD电压小于1.5V，
此时电池进入休眠状态。
从这两种状态恢复到正常状态需要的条件有差别，现分别描述如下：
(1) 对进入过放电压保护状态的电池，只要在VM端加一大于等于VDL+VHD的电压对
电池进行充电，电池既可恢复到正常状态。
(2) 对于进入休眠状态下的电池，VM端充电电压大于2.0V，其休眠状态才能释放，
此时对电池继充电，当VDD电压大于等于VDL+VHD
时，电池恢复到正常状态。
9.5 过放电流情况(过放电流 1 和过放电流 2 的检测 )
在正常条件下对电池进行放电，当放电电流超过过放检测电流IODC1
或者IODC2
，并且维
持时间超过过放电流检测延迟时间tODC1
或者tODC2
时， 将关闭内部开关管，断
开放电回路停止放电，进入过放电流保护状态。
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恢复条件:断开负载后电路将自动恢复到正常状态。
9.6 负载短路电流情况
正常条件下，当电路VM端电压小于等于短路保护电压 (VSHORT)，系统将在
tSHORT时间内关闭开关切断放电电回路进入短路保护。
恢复条件:通过断开负载，当 VM管脚的电压短路保护电压 (VSHORT),，负载短路
电流情况将被释放。
9.7 充电器检测
当处于过放电状态下的电池和充电器相连，若VM端电压大于等于充电器检测电压
VCHA
，当电池电压大于等于过放电检测电压VDL
， 将释放过放电状态。当处
于过放电状态下的电池和充电器相连，若VM端电压大于等于2.0V，且低于充电器检
测电压VCHA
，当电池电压大于等于过放检测电压VDL
与过放回滞电压VHD
之和
将释放过放电状态。
9.8 电芯连接情况
BAT 和GND 连接电芯时， 会根据连接瞬间的情况决定是否启动保护动作。
当IC 检测到VM 端有瞬间高压时，IC 会启动保护动作进入保护状态，此时IC 切断
电芯与外部的连接，达到保护电芯的目的。
恢复条件：使用综合测试仪测试一下电池或者用充电器充一下电即可恢复到正常工作
状态。
9.9 电芯反接情况
实际操作中，如果不小心将BAT、GND 接反， 进入电芯反接保护状态，这
时IC内部电路将反向电流限制在40mA的范围内，使电路不至于被反向大电流烧毁。
恢复条件：将电芯正负极与电路正负极正确相连即可恢复到正常工作状态。
9.10 延迟电路
(1) 当过放电流1被检测到，过放电流2和负载短路的检测延迟时间就开始计算了。一
旦测到过放电流2或负载短路的时间超过过放电流2或负载短路的延迟时间，
YKL4059将停止放电。
(2) 当检测出过放电流，且超出过放检测延迟时间仍然没有断开负载，这时若电池电
压低于过放检测电压，系统将进入休眠状态。若因为过放电流，过放电压降至过
放检测电压，YKL4059将通过放电电流检测停止放电。这种情况下，电池电压的恢
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将转至休眠条件。
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复非常慢，如果在过放电压检测延迟时间之后，电池电压仍然低于过放检测电压，
9.11 充电器反接保护及解除
当电池正常接入但是充电器反接时，电路进入充电器反接保护状态，充电器与电池之
间的连接被断开。
将充电器断开可使保护状态解除。
9.12 LED状态显示
有两个漏极开路状态指示输出端
LEDR 和LEDG。当充电器处于充电状态时，LEDR 被拉到低电平，在其它状态，LEDR 处于高阻
态。
充电状态 红灯LEDR 绿灯LEDG
正在充电 亮 灭
电池充满 灭 亮
电池反接（*） 灭 灭
（*）电池反接后LED 显示一直会处于全灭状态，需电池正接后才能恢复其它状态。
十、工作时序图
图10.1 充放电循环时序图
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图10.2 过充保护循环时序图
图10.3 过电流、短路保护状态循环时序图
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图10.4 反接保护状态时序图
关断模式
VDD<VUVLO(3.6V)
VDD<VBAT
LEDR=高阻抗
LEDG=高阻抗
预充模式
充电电流=100mA
LEDR=强下拉
LEDG=高阻抗
恒流充电模式
充电电流=500mA
LEDR=强下拉
LEDG=高阻抗
恒压充电模式
充电电压=4.2V
LEDR=强下拉
LEDG=高阻抗
充电结束
充电电流=0mA
LEDR=高阻抗
LEDG=强下拉
VBAT < 2.9V
VBAT > 2.9V
VBAT < 4.05V
VBAT > 2.9V
VBAT = 4.2V
VBAT < 100mA
图10.5 充电循环状态图
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十一、TSSOP8 封装尺寸
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十二、SOP8 封装尺寸
A
B
C
D
E F
ɑ
G
H
符号
尺寸（mm）
小 大
A 4.7 5.1
B 3.8 4.0
C 1.25 1.45
D 0.1 0.3
E 1.27(Typ)
F 0.33 0.51
G 0.32(Typ)
H 0.675 0.725
ɑ 7° 7°
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