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AAT3681A

器件型号:AAT3681A
器件类别:模拟器件
文件大小:209.01KB,共0页
厂商名称:ANADIGICS [ANADIGICS, Inc]
厂商官网:http://www.anadigics.com
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器件描述

POWER SUPPLY SUPPORT

参数

AAT3681A状态 ACTIVE
AAT3681A模拟IC其它类型 POWER SUPPLY SUPPORT CKT

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AAT3681A器件文档内容

                                                                                      AAT3681A

                                                                   500mA USB Port or AC Adapter
                                                            Lithium-Ion/Polymer Battery Charger

General Description                                                         BatteryManagerTM

                                                            Features

The AAT3681A BatteryManager is an integrated sin-            USB or AC Adapter System Power Charger
gle cell lithium-ion/polymer battery charger IC,                 -- Programmable from 15mA to 500mA
designed to operate from a DC power source or
USB port up to an input voltage of 7.5V. It requires         4.0V ~ 7.5V Input Voltage Range
just one external component.                                 High Level of Integration with Internal:
The AAT3681A precisely regulates battery charge
voltage and current for 4.2V (4.375V option) lithium-            -- Charging Device
ion/polymer battery cells. When charged from an                  -- Reverse Blocking Diode
AC adapter or USB port, the battery charging cur-            Automatic Current Sensing
rent can be set by an external resistor up to 500mA.         Automatic Recharge Sequencing
Battery charge state is continuously monitored for          Full Battery Charge Auto Turn Off/Sleep
fault conditions. In the event of an over-voltage,               Mode/Charge Termination
short-circuit, or over-temperature failure, the             Shutdown Current <1A
device will automatically shut down, thus protecting         Automatic Trickle Charge for Battery Pre-
the charging device, control system, and the bat-                Conditioning (AAT3681A-1 is No Trickle
tery under charge. A status monitor output pin is                Charge Option)
provided to indicate the battery charge status by            Over-Voltage and Emergency Thermal
directly driving an external LED.                                Protection
The AAT3681A is available in a Pb-free, thermally            Power On Reset and Soft Start
enhanced, space-saving 8-pin 2.0x2.1mm SC70JW                LED Status Pin
package and is specified for operation over the             8-Pin 2.0x2.1mm SC70JW Package
-40C to +85C temperature range.
                                                            Applications
Typical Application
                                                             Bluetooth Headsets
                                                             DECT Headsets
                                                             Digital Still Cameras
                                                             MP3, Portable Music, and Portable Media

                                                                 Players
                                                             Personal Data Assistants (PDAs)
                                                             Wrist Watches
                                                             Other Lithium-Ion/Polymer Battery-Powered

                                                                 Devices

                   Adapter/USB Input                             BATT+
                           Enable
                                                RSET  ADP   BAT

                                                      AAT3681A   C

                                                                  BATT-

                                                      STAT               Battery
                                                      EN                  Pack
                                                      ISET
                                                            GND

3681A.2007.10.1.2                                                                                        1
                                                                AAT3681A

                                             500mA USB Port or AC Adapter
                                      Lithium-Ion/Polymer Battery Charger

Pin Description

   Pin #    Symbol  Type      Function
      1        EN     In
                              Enable pin.
      2     ISET     In/Out   AAT3681A, AAT3681A-1: Logic high enables the IC (internally pulled down).
      3     BAT      In/Out   AAT3681A-2: Logic low enables the IC (internally pulled down).
      4     ADP     Power In  AAT3681A-3: Logic low enables the IC (no internal pull-down resistor).
      5     STAT              Connect resistor here to set the charge current.
   6, 7, 8  GND        Out    Battery charging and sensing.
                     Power    Input from USB/adapter charger.
                              Open drain status pin.
                              Ground connection.

Pin Configuration

                              SC70JW-8
                              (Top View)

                                EN 1  8 GND
                              ISET 2  7 GND
                              BAT 3   6 GND
                              ADP 4   5 STAT

2                                             3681A.2007.10.1.2
                                                                         AAT3681A

                                                      500mA USB Port or AC Adapter
                                               Lithium-Ion/Polymer Battery Charger

AAT3681A Feature Options

Product           Trickle Charge               Enable       Charge Termination
                                                             Threshold Current
AAT3681A                   Yes                Active High
AAT3681A-1                  No                 Active High               10%
AAT3681A-2                  Yes                Active Low                10%
AAT3681A-3                  Yes                Active Low                10%

                                                                           0

Absolute Maximum Ratings1

Symbol             Description                                    Value          Units

    VP             ADP Continuous                               -0.3 to 8.0         V
    VN             BAT, STAT, ISET, EN                       -0.3 to VP + 0.3       V
    TJ             Operating Junction Temperature Range                            C
  TLEAD            Maximum Soldering Temperature (at Leads)     -40 to 150         C
                                                                    300

Thermal Information2

Symbol             Description                               Value               Units
                   Maximum Power Dissipation                 0.687                 W
    PD             Maximum Thermal Resistance                 160
    JA                                                                           C/W

1. Stresses above those listed in Absolute Maximum Ratings may cause permanent damage to the device. Functional operation at condi-
   tions other than the operating conditions specified is not implied. Only one Absolute Maximum Rating should be applied at any one time.

2. Mounted on an FR4 board.

3681A.2007.10.1.2                                                                       3
                                                                             AAT3681A

                                                          500mA USB Port or AC Adapter
                                                   Lithium-Ion/Polymer Battery Charger

Electrical Characteristics1

VADP = 5V, TA = -25C to +85C, unless otherwise noted. Typical values are TA = 25C.

Symbol    Description                             Conditions                 Min      Typ Max Units
Operation                                                                      4.0
           Adapter Voltage Range                   Rising Edge                  3            7.5 V
    VADP   Under-Voltage Lockout (UVLO)            Charge Current = 200mA
   VUVLO   UVLO Hysteresis                         VBAT = 4.25V, VEN = GND    4.158          4  V
           Operating Current                       (AAT3681A, AAT3681A-1)     2.85
     IOP                                           VBAT = 4.25V, VEN = 5V       15     150      mV
                                                   (AAT3681A-2, AAT3681A-3)
                                                   VBAT = 4V, ADP Pin Open     1.6     0.5 1 mA

   ISHUTDOWN Shutdown Current                      AAT3681A, AAT3681A-2,               0.3 1    A
                                                   and AAT3681A-3 Only
  ILEAKAGE Reverse Leakage Current from BAT Pin    Measured from VBAT_EOC              0.4 2    A
Voltage Regulation                                 AAT3681A, AAT3681A-1,
                                                   and AAT3681A-2 Only                 4.20 4.242 V
VBAT_EOC End of Charge Accuracy
VCH/VCH Output Charge Voltage Tolerance           VADP = 5.5V                         0.5      %

   VMIN    Preconditioning Voltage Threshold       STAT Pin Sinks 4mA                  3.0 3.15 V

   VRCH    Battery Recharge Voltage Threshold      ICH = 100mA; AAT3681A,              -0.1     V
                                                   AAT3681A-2, and
Current Regulation                                 AAT3681A-3 Only
                                                   AAT3681A, AAT3681A-1, and
   ICH     Charge Current Programmable Range2      AAT3681A-2 Only                           500 mA

   ICH/ICH Charge Current Regulation Tolerance                                         10       %

   VSET    ISET Pin Voltage                                                            2        V

   KI_A    Current Set Factor: ICH/ISET                                                800

Charging Devices

  RDS(ON) Charging Transistor On Resistance                                            0.6 1   
Logic Control/Protection

   VEN(H)  Input High Threshold                                                                 V
   VEN(L)  Input Low Threshold
   VSTAT   Output Low Voltage                                                                0.4 V
    ISTAT  STAT Pin Current Sink Capability
   VOVP    Over-Voltage Protection Threshold                                                 0.4 V

                                                                                             8 mA

                                                                                       4.4      V

   ITK/ICH Pre-Charge Current                                                          10       %

   ITERM/ICH Charge Termination Threshold Current                                      10       %

1. The AAT3681A output charge voltage is specified over the 0 to 70C ambient temperature range; operation over the -25C to +85C
   temperature range is guaranteed by design.

2. Achievable charge current may be limited by power dissipation capability of the package under certain operating conditions. See
   "Thermal Considerations" section of this datasheet.

4                                                                                            3681A.2007.10.1.2
                                                                                            AAT3681A

                                                                         500mA USB Port or AC Adapter
                                                                  Lithium-Ion/Polymer Battery Charger

Typical Characteristics                                                                        Charging Current vs. Battery Voltage

               Constant Charging Current                                                        (AAT3681A, AAT3681A-2 and AAT3681A-3 only)
                  vs. Set Resistor Values
                                                                                         600
      1000                                                                                                            RSET = 3.24k

                                                                                         500

              100                                                 ICH (mA)               400                    RSET = 5.36k

ICH (mA)                                                                                 300

                                                                                         200               RSET = 8.06k

              10

                                                                                                                      RSET = 16.2k
                                                                                         100

                                                                                         0                      RSET = 31.6k

              1                                                                               2.7 2.9 3.1 3.3 3.5 3.7 3.9 4.1 4.3

                   1                 10            100      1000

                                         RSET (k)                                                                                   VBAT (V)

                   Charging Current vs. Battery Voltage                                               End of Charge Battery Voltage
                                                                                                               vs. Input Voltage
                                         (AAT3681A-1 only)
                                                                                         4.220
              600
              500 RSET = 3.24k                                                           4.215

                                                                  Battery Voltage (V)    4.210

ICH (mA)      400                                                                        4.205
                       RSET = 5.36k
                                                                                         4.200
              300
                                                                                         4.195
              200 RSET = 8.06k
                                                                                         4.190
                       RSET = 16.2k
              100                                                                        4.185

              0       RSET = 31.6k                                                       4.180

                   2.7 2.9 3.1 3.3 3.5 3.7 3.9 4.1 4.3                                           4.5       5.0     5.5              6.0       6.5  7.0  7.5

                                         VBAT (V)                                                                  Input Voltage (V)

                     End of Charge Voltage Regulation             Constant Charging Current vs. Input Voltage
                                  vs. Temperature
                                                                                               (RSET = 8.06k)
                                           (RSET = 8.06k)
                                                                                         280
              4.23
                                                                  Charging Current (mA)  260

              4.22                                                                       240

VBAT_EOC (V)  4.21                                                                       220 VBAT = 3.3V

              4.20                                                                       200

                                                                                         180

              4.19                                                                       160          VBAT = 3.6V

              4.18                                                                       140          VBAT = 4.0V

              4.17                                                                       120

                    -50  -25         0   25        50   75  100                               4       4.5       5       5.5              6    6.5  7    7.5

                                     Temperature (C)                                                              Input Voltage (V)

3681A.2007.10.1.2                                                                                                                                            5
                                                                                        AAT3681A

                                                                     500mA USB Port or AC Adapter
                                                              Lithium-Ion/Polymer Battery Charger

Typical Characteristics

   Constant Charging Current vs. Temperature                                                    Operating Supply Current vs. RSET

                               (RSET = 8.06k)                                                                             (VIN = 5V)

               210                                                                         1000

               208                                                                                                                                  VBAT = 3.6V

               205

ICH (mA)       203                                            ISUPPLY (A)                 100                                    VBAT = 2.85V

               200

               198                                                                         10

               195

               193

               190                                                                            1

                    -50   -25  0     25  50         75   100                                     1                         10                                    100

                                  Temperature (C)                                                                    RSET (k)

                   Operating Current vs. Temperature                 Preconditioning Threshold Voltage
                                                                                   vs. Temperature
                                         (RSET = 8.06k)
                                                              (RSET = 8.06k; AAT3681A, AAT3681A-2, and AAT3681A-3 Only)
               550
                                                                     3.03

               500                                                                         3.02

IOP (A)       450                                            VMIN (V)                     3.01

                                                                                                 3

               400

                                                                                           2.99

               350                                                                         2.98

               300                                                                         2.97

               -50        -25  0     25  50         75   100                                     -50       -25     0       25     50       75                    100

                                  Temperature (C)                                                                 Temperature (C)

            Preconditioning Charge Current                    Preconditioning Charge Current vs. Input Voltage
                        vs. Temperature
                                                                   (AAT3681A, AAT3681A-2, and AAT3681A-3 Only)
   (RSET = 8.06k; AAT3681A, AAT3681A-2, and AAT3681A-3 Only)
                                                              Trickle Charge Current (mA)  35
        20.8
                                                                                               RSET = 5.36k

                                                                                           30

               20.6

ITRICKLE (mA)  20.4                                                                        25

               20.2                                                                        20 RSET = 8.06k

               20.0                                                                        15

               19.8                                                                            RSET = 16.2k

               19.6                                                                        10

               19.4                                                                        5

               19.2                                                                           RSET = 31.6k

                                                                                           0

                     -50  -25     0  25  50         75   100                                  4       4.5       5     5.5      6      6.5  7                     7.5

                                  Temperature (C)                                                                 Input Voltage (V)

6                                                                                                                                          3681A.2007.10.1.2
                                                                                                      AAT3681A

                                                                                   500mA USB Port or AC Adapter
                                                                            Lithium-Ion/Polymer Battery Charger

Typical Characteristics

          Recharging Threshold Voltage                                                                   Shutdown Current vs. Supply Voltage
                    vs. Temperature
                                                                                                                                (RSET = 8.06k)
(RSET = 8.06k; AAT3681A, AAT3681A-1 and AAT3681A-2 only)
                                                                                                   1800
     4.18
                                                                            Shutdown Current (nA)  1600

                 4.16                                                                              1400
                                                                                                   1200
                 4.14                                                                              1000              85C

VRCH (V)         4.12

                 4.10                                                                              800

                 4.08                                                                              600

                 4.06                                                                              400

                 4.04                                                                              200               25C                -40C

                 4.02                                                                              0

                       -50  -25       0       25        50       75    100                         4.0     4.5  5.0  5.5   6.0      6.5  7.0    7.5

                                      Temperature (C)                                                               Supply Voltage (V)

                            VIH_ENABLE vs. Supply Voltage                                                  VIL_ENABLE vs. Supply Voltage

                                          (RSET = 8.06k)                                                                 (RSET = 8.06k)

                 1.5                                                                               1.2              -40C
                                                                                                   1.1
                 1.4                                                                               1.0
                                                                                                   0.9
                 1.3                                                                               0.8
                                                                                                   0.7
IH_ENABLE V (V)  1.2             -40C                                      IL_ENABLE V (V)        0.6
                                                                                                   0.5
                 1.1                                                                               0.4

                 1.0                                                                                  4.0

                 0.9                                                                                                                     85C

                 0.8                                        85C                                                           25C

                 0.7                              25C

                 0.6

                 0.5

                      4.0   4.5  5.0     5.5      6.0       6.5   7.0  7.5                                 4.5  5.0  5.5   6.0      6.5  7.0    7.5

                                         VIN (V)                                                                           VIN (V)

3681A.2007.10.1.2                                                                                                                                    7
                                                                                   AAT3681A

                                                                500mA USB Port or AC Adapter
                                                         Lithium-Ion/Polymer Battery Charger

Functional Block Diagram

ADP                                                      Reverse Blocking                               BAT

                Current                                                                           CV/
               Compare                                                                       Precharge

               Constant                                  Charge   UVLO
                Current                                  Control
ISET

STAT   Charge                                                          Over-
   EN  Status                                                     Temperature

                                                                    Protection

                                                                                                        GND

Functional Description                                   A status monitor output pin is provided to indicate
                                                         the battery charge state by directly driving one
The AAT3681A is a high performance battery               external LED.
charger designed to charge single cell lithium-          Device junction temperature and charge state are
ion/polymer batteries with up to 500mA of current        fully monitored for fault conditions. In the event of
from an external power source. It is a stand-alone       an over-voltage or over-temperature failure, the
charging solution, with just one external compo-         device will automatically shut down, protecting the
nent required for complete functionality. The            charging device, control system, and the battery
AAT3681A precisely regulates battery charge volt-        under charge.
age and current for 4.2V lithium-ion/polymer bat-
tery cells.                                              Charging Operation

The adapter/USB charge input constant current            The AAT3681A has four basic modes for the bat-
level can be programmed up to 500mA for rapid            tery charge cycle: pre-conditioning/trickle charge;
charging applications. The AAT3681A is rated for         constant current/fast charge; constant voltage; and
operation from -40C to +85C. In the event of oper-     end of charge. (See Figure 1.) (AAT3681A-1 does
ating ambient temperatures exceeding the power           not have trickle charge.)
dissipation abilities of the device package for a given
constant current charge level, the charge control will                                                                3681A.2007.10.1.2
enter into thermal limit.

8
                                                                                          AAT3681A

                                                                       500mA USB Port or AC Adapter
                                                                Lithium-Ion/Polymer Battery Charger

                                               Preconditioning               Constant Current  Constant Voltage
                                               Trickle Charge                  Charge Phase      Charge Phase

                                                     Phase      I = Max CC

                   Charge Complete Voltage
                            Regulated Current

                   Constant Current Mode
                          Voltage Threshold

                        Trickle Charge and I = CC / 10
                   Termination Threshold

                       Figure 1: Current vs. Voltage Profile During Charging Phases.

Battery Preconditioning                                         Constant Voltage Charging
Before the start of charging, the AAT3681A checks               The system transitions to a constant voltage charg-
several conditions in order to assure a safe charging           ing mode when the battery voltage reaches the
environment. The input supply must be above the                 output charge regulation threshold (VBAT_EOC) dur-
minimum operating voltage, or under-voltage lock-               ing the constant current fast charge phase. The
out threshold (VUVLO), for the charging sequence to             regulation voltage level is factory programmed to
begin. When these conditions have been met and a                4.2V (0.5%). Charge current in the constant volt-
battery is connected to the BAT pin, the AAT3681A               age mode drops as the battery cell under charge
checks the state of the battery. If the cell voltage is         reaches its maximum capacity.
below the preconditioning voltage threshold (VMIN),
the charge control begins preconditioning the cell.             End of Charge Cycle Termination and Recharge
The battery preconditioning trickle charge current is           Sequence
equal to the fast charge constant current divided by            When the charge current drops to 10% of the pro-
10. For example, if the programmed fast charge cur-             grammed fast charge current level in the constant
rent is 300mA, then the preconditioning mode (trick-            voltage mode, the device terminates charging and
le charge) current will be 30mA. Cell preconditioning           goes into a sleep state. The charger will remain in
is a safety precaution for deeply discharged battery            a sleep state until the battery voltage decreases to
cells and also aids in limiting power dissipation in the        a level below the battery recharge voltage thresh-
pass transistor when the voltage across the device              old (VRCH). (AAT3681A-3 does not terminate
is at the greatest potential.                                   charging and thus does not go into the sleep state.
                                                                 AAT3681A-3 continues to source current to the
Constant Current Charging                                       battery and allows the charge current to asymptot-
Battery cell preconditioning continues until the volt-          ically approach zero while in constant voltage
age on the BAT pin exceeds the preconditioning                  charging mode.)
voltage threshold (VMIN). At this point, the
AAT3681A begins the constant current charging                   Consuming very low current in sleep state, the
phase. The charge constant current (ICH) amplitude              AAT3681A minimizes battery drain when it is not
is programmed by the user via the RSET resistor.                charging. This feature is particularly useful in appli-
The AAT3681A remains in the constant current                    cations where the input supply level may fall below
charge mode until the battery reaches the voltage               the battery charge or under-voltage lockout level.
regulation point, VBAT_EOC.                                     In such cases where the AAT3681A input voltage
                                                                drops, the device will enter sleep state and auto-
                                                                matically resume charging once the input supply
                                                                has recovered from the fault condition.

3681A.2007.10.1.2                                                                                                9
                                                                                         AAT3681A

                                                                      500mA USB Port or AC Adapter
                                                               Lithium-Ion/Polymer Battery Charger

System Operation Flow Chart

                                                 Enable                               Power On Reset

    No
                                                         Yes

                                                 Power Input
                                                    Voltage

                                                 VIN > VUVLO

                                                      Yes

                                                 Fault Conditions                                       Charge
                                                                                                        Control
    Shut Down                   Yes              Monitoring

                                                 OV, OT

                                                              No (AAT3681A,
                                                              AAT3681A-2,
                                                              AAT3681A-3)

                                No (AAT3681A-1)  Preconditioning

                                                 Test                Yes              Preconditioning
                                                                                      (Trickle Charge)
                                                 VMIN > VBAT

                                                 No

    No                                           Current Phase Test                   Constant

                 Recharge Test  Yes              VBAT_EOC > VBAT     Yes              Current Charge
                   VRCH > VBAT
                                                                                      Mode

                                                 No

                                                                                 Yes      Constant
                                                 Voltage Phase Test                   Voltage Charge

                                                 IBAT > ITERM        No                     Mode

                                                                   (AAT3681A-3)

                                                     No (AAT3681A,
                                                     AAT3681A-1,
                                                     AAT3681A-2)

                                                 Charge Completed

10                                                                                                      3681A.2007.10.1.2
                                                                                AAT3681A

                                                             500mA USB Port or AC Adapter
                                                      Lithium-Ion/Polymer Battery Charger

Application Information                               charge state and measured cell voltage on the
                                                      BAT pin.
Adapter or USB Power Input
                                                      Programming Charge Current
Constant current charge levels up to 500mA may
be programmed by the user when powered from a         The fast charge constant current charge level is
sufficient input power source. The AAT3681A will      user programmed with a set resistor placed
operate from the adapter input over a 4.0V to 7.5V    between the ISET pin and ground. The accuracy of
range. The constant current fast charge current for   the fast charge, as well as the preconditioning trick-
the adapter input is set by the RSET resistor con-    le charge current, is dominated by the tolerance of
nected between ISET and ground. Refer to Table 1      the set resistor used. For this reason, a 1% toler-
for recommended RSET values for a desired con-        ance metal film resistor is recommended for the set
stant current charge level.                           resistor function. Fast charge constant current lev-
                                                      els from 15mA to 500mA may be set by selecting
Adapter Input Charge Inhibit and Resume               the appropriate resistor value from Table 1.
The AAT3681A has a UVLO and power on reset
feature so that if the input supply to the ADP pin                Nominal         Set Resistor
drops below the UVLO threshold, the charger will                ICHARGE (mA)       Value (k)
suspend charging and shut down. When power is
re-applied to the ADP pin or the UVLO condition                        500              3.24
recovers, the system charge control will assess the                    450              3.57
state of charge on the battery cell and will auto-                     400              4.12
matically resume charging in the appropriate mode                      350              4.64
for the condition of the battery.                                      300              5.36
                                                                       250              6.49
Enable / Disable                                                       200              8.06
                                                                       150              10.7
The AAT3681A provides an enable function to con-                       100              16.2
trol the charger IC on and off. The EN pin functions                    50              31.6
as follows on the various AAT3681A options:                             40              38.3
                                                                        30              53.6
AAT3681A and AAT3681A-1: The enable (EN) pin                            20              78.7
is internally pulled down. When pulled to a logic                       15               105
high level, the AAT3681A is enabled. When left
open or pulled to a logic low level, the AAT3681A                        Table 1: RSET Values.
will be shut down and forced into the sleep state.
                                                                1000
AAT3681A-2: The enable (EN) pin is internally
pulled down. When left open or pulled to a logic low            100
level, the AAT3681A-2 is enabled. When pulled to
a logic high level, the AAT3681A-2 will be shut       ICH (mA)  10
down and forced into the sleep state.
                                                                1
AAT3681A-3: The enable (EN) pin is not internally
pulled down. When pulled to a logic low level, the                    1       10            100      1000
AAT3681A-3 is enabled. When pulled to a logic
high level, the AAT3681A-3 will be shut down and                                  RSET (k)
forced into the sleep state.
                                                                Figure 2: Constant Charging Current
Charging will be halted regardless of the battery                        vs. Set Resistor Values.
voltage or charging state. When the device is re-
enabled, the charge control circuit will automati-                                                   11
cally reset and resume charging functions with the
appropriate charging mode based on the battery

3681A.2007.10.1.2
                                                                                 AAT3681A

                                                              500mA USB Port or AC Adapter
                                                       Lithium-Ion/Polymer Battery Charger

Protection Circuitry                                   The required ballast resistor values can be esti-
                                                       mated using the following formulas:
Over-Voltage Protection
An over-voltage event is defined as a condition                  R1=   (VADP - VF(LED))
where the voltage on the BAT pin exceeds the                                  ILED
maximum battery charge voltage and is set by the
over-voltage protection threshold (VOVP). If an over-  Example:
voltage condition occurs, the AAT3681A charge
control will shut down the device until voltage on               R1 =  (5.5V - 2.0V)  = 1.75k
the BAT pin drops below VOVP. The AAT3681A will                              2mA
resume normal charging operation after the over-
voltage condition is removed.                          Note: Red LED forward voltage (VF) is typically
                                                       2.0V @ 2mA.
Over-Temperature Shutdown
The AAT3681A has a thermal protection control cir-     Thermal Considerations
cuit which will shut down charging functions should
the internal die temperature exceed the preset ther-   The AAT3681A is offered in a SC70JW-8 package
mal limit threshold. Once the internal die tempera-    which can provide up to 687mW of power dissipa-
ture falls below the thermal limit, normal operation   tion when it is properly bonded to a printed circuit
will resume the previous charging state.               board and has a maximum thermal resistance of
                                                       160C/W. Many considerations should be taken
Charge Status Output                                   into account when designing the printed circuit
                                                       board layout, as well as the placement of the
The AAT3681A provides battery charge status via a      charger IC package in proximity to other heat gen-
status pin. This pin is internally connected to an N-  erating devices in a given application design. The
channel open drain MOSFET, which can be used to        ambient temperature around the charger IC will
drive an external LED. The status pin can indicate     also have an effect on the thermal limits of a bat-
the following conditions:                              tery charging application. The maximum limits that
                                                       can be expected for a given ambient condition can
        Event Description         Status               be estimated by the following discussion.
                                    OFF
    No battery charging activity    ON                 First, the maximum power dissipation for a given
    Battery charging via adapter    OFF                situation should be calculated:

               or USB port
         Charging completed1

            Table 2: LED Status Indicator.                       PD(MAX) =  (TJ(MAX) - TA)
                                                                                   JA
The LED should be biased with as little current as
necessary to create reasonable illumination; there-    Where:
fore, a ballast resistor should be placed between
the LED cathode and the STAT pin. LED current          PD(MAX) = Maximum Power Dissipation (W)
consumption will add to the overall thermal power
budget for the device package, hence it is good to     JA      = Package Thermal Resistance (C/W)
keep the LED drive current to a minimum. 2mA
should be sufficient to drive most low-cost green or   TJ(MAX) = Maximum Device Junction Temperature
red LEDs. It is not recommended to exceed 8mA                        (C) [135C]
for driving an individual status LED.

                                                       TA      = Ambient Temperature (C)

1. AAT3681A-3 does not terminate charging. However, the status pin turns off when IBAT  ITERM and turns back on when VBAT
   VBAT_EOC - 0.1V.

12                                                                                          3681A.2007.10.1.2
                                                                                       AAT3681A

                                                                    500mA USB Port or AC Adapter
                                                             Lithium-Ion/Polymer Battery Charger

Figure 3 shows the relationship of maximum power             In general, the worst condition is the greatest volt-
dissipation and ambient temperature of AAT3681A.             age drop across the charger IC, when battery volt-
                                                             age is charged up to the preconditioning voltage
1000                                                         threshold. Figure 4 shows the maximum charge
                                                             current in different ambient temperatures without
800                                                          PCB thermal enhancements.

PD(MAX) (mW)600
                                                                                                            ICH(MAX) (mA)
                                                                                                                           500

400                                                                                                                        450

                                                                                                                           400             TA = 25C

200                                                                                                                        350

                                                                                                                           300                        TA = 45C

0                                                                                                                          250

      0            20  40           60             80   100                                                                200

                           TA (C)                                                                                         150

                                                                                                                           100  TA = 85C  TA = 60C
                                                                                                                            50
      Figure 3: Maximum Power Dissipation.
                                                                                                                           0
Next, the power dissipation can be calculated by
the following equation:                                                                                                    4.25 4.5 4.75 5 5.25 5.5 5.75 6 6.25 6.5 6.75 7

                                                                                                                                                      VIN (V)

           PD = [(VIN - VBAT) ICH + (VIN IOP)]           Figure 4: Maximum Charging Current Before
                                                                    Thermal Cycling Becomes Active.
Where:
                                                             Capacitor Selection
PD = Total Power Dissipation by the Device
VIN = Input Voltage                                          Input Capacitor
VBAT = Battery Voltage as Seen at the BAT Pin                In general, it is good design practice to place a
ICH = Constant Charge Current Programmed for                 decoupling capacitor between the ADP pin and
                                                             GND. An input capacitor in the range of 1F to 22F
         the Application                                     is recommended. If the source supply is unregulated,
IOP = Quiescent Current Consumed by the                      it may be necessary to increase the capacitance to
                                                             keep the input voltage above the under-voltage lock-
         Charger IC for Normal Operation [0.5mA]             out threshold during device enable and when battery
                                                             charging is initiated. If the AAT3681A adapter input is
By substitution, we can derive the maximum                   to be used in a system with an external power sup-
charge current before reaching the thermal limit             ply source, such as a typical AC-to-DC wall adapter,
condition (thermal cycling). The maximum charge              then a CIN capacitor in the range of 10F should be
current is the key factor when designing battery             used. A larger input capacitor in this application will
charger applications.                                        minimize switching or power transient effects when
                                                             the power supply is "hot plugged" in.
         ICH(MAX) =    (PD(MAX) - VIN IOP)
                            VIN - VBAT                       Output Capacitor
                                                             The AAT3681A only requires a 1F ceramic capac-
                       (TJ(MAX) -  TA)  -  VIN    IOP       itor on the BAT pin to maintain circuit stability. This
                            JA                               value should be increased to 10F or more if the
         ICH(MAX) =                                          battery connection is made any distance from the
                           VIN - VBAT                        charger output. If the AAT3681A is to be used in
                                                             applications where the battery can be removed
                                                             from the charger, such as with desktop charging
                                                             cradles, an output capacitor greater than 10F may
                                                             be required to prevent the device from cycling on
                                                             and off when no battery is present.

3681A.2007.10.1.2                                                                                                                                                           13
                                                                             AAT3681A

                                                          500mA USB Port or AC Adapter
                                                   Lithium-Ion/Polymer Battery Charger

Printed Circuit Board Layout                               to the AAT3681A BAT pin. To minimize voltage
Considerations                                             drops on the PCB, keep the high current carrying
                                                           traces adequately wide. Refer to the AAT3681A
For the best results, it is recommended to physi-          evaluation board for a good layout example (see
cally place the battery pack as close as possible          Figures 5 and 6).

    Figure 5: AAT3681A Evaluation Board                      Figure 6: AAT3681A Evaluation Board
                       Top Layer.                                             Bottom Layer.

    VIN(ADP)    JP2                                AAT3681A                VBAT

           C1      R8                              1                    8         C2
           10F     8.06K                                                          2.2F
                                                   2 EN     GND 7
                                                   3 ISET   GND 6
                                                   4 BAT    GND 5
                                                           STAT
                                                      ADP

                                                   U1 (SC70JW-8)

                                         JP1 D1              R1

                                         0                   1K

                                                   RED LED

    Figure 7: AAT3681A Evaluation Board Schematic Diagram.

14                                                                                      3681A.2007.10.1.2
                                                                 AAT3681A

                                              500mA USB Port or AC Adapter
                                       Lithium-Ion/Polymer Battery Charger

Component          Part Number         Description                        Manufacturer

       U1          AAT3681AIJS-T1      USB/ADP Battery Charger;           AnalogicTech
                                       SC70JW-8 Package
       R1          Chip Resistor       1k, 5%, 1/4W; 0603                 Vishay
       R8          Chip Resistor       8.06k, 1%, 1/4W; 0805              Vishay
      JP1          Chip Resistor       0, 5%, 1/4W; 0603                  Vishay
       C1          GRM21BR61A106KE19L  CER 10F 10V 10% X5R 0805          Murata
       C2          GRM21BR71A225KA01L  CER 2.2F 10V 10% X7R 0805         Murata
      JP2          PRPN401PAEN         Connecting Header, 2mm Zip         Sullins Electronics
     LED1          CMD15-21SRC/TR8     Red LED; 1206                      Chicago Miniature Lamp

                   Table 3: AAT3681A Evaluation Board Bill of Materials.

3681A.2007.10.1.2                                                                                 15
                                                                                             AAT3681A

                                                                          500mA USB Port or AC Adapter
                                                                   Lithium-Ion/Polymer Battery Charger

Ordering Information

Trickle Charge   Enable      Package                               Marking1  Part Number (Tape and Reel)2

         Yes    Active High  SC70JW-8                               UTXYY             AAT3681AIJS-4.2-T1
         No     Active High  SC70JW-8                               UEXYY           AAT3681AIJS-4.2-1-T1
         Yes    Active Low   SC70JW-8                               VSXYY           AAT3681AIJS-4.2-2-T1
         Yes    Active Low   SC70JW-8                               XBXYY           AAT3681AIJS-4.2-3-T1

                All AnalogicTech products are offered in Pb-free packaging. The term "Pb-free" means
                semiconductor products that are in compliance with current RoHS standards, including
                the requirement that lead not exceed 0.1% by weight in homogeneous materials. For more
                information, please visit our website at http://www.analogictech.com/pbfree.

1. XYY = assembly and date code.                                             3681A.2007.10.1.2
2. Sample stock is generally held on part numbers listed in BOLD.

16
                                                                                                                                                                   AAT3681A

                                                                                                                                                500mA USB Port or AC Adapter
                                                                                                                                         Lithium-Ion/Polymer Battery Charger

Package Information                                                                                           SC70JW-8

                                                                                  0.50 BSC 0.50 BSC 0.50 BSC

                                                                                                              1.75 0.10
                                                                                                                     2.20 0.20

                                                 0.225 0.075
                                2.00 0.20

                                                                                                                                                                              0.048REF

                                                                                                              0.85 0.15                                                     0.05 0.05
                                                                                                                       1.10 MAX

                                                                                                                                           0.15 0.05

                                                                                                                                  0.100                 0.45 0.10

                   7 3                                                                                                                                           4 4

                                                                                                                                                        2.10 0.30

All dimensions in millimeters.

Advanced Analogic Technologies, Inc.

AnalogicTech cannot assume responsibility for use of any circuitry other than circuitry entirely embodied in an AnalogicTech product. No circuit patent licenses, copyrights, mask work
rights, or other intellectual property rights are implied. AnalogicTech reserves the right to make changes to their products or specifications or to discontinue any product or service with-
out notice. Except as provided in AnalogicTech's terms and conditions of sale, AnalogicTech assumes no liability whatsoever, and AnalogicTech disclaims any express or implied war-
ranty relating to the sale and/or use of AnalogicTech products including liability or warranties relating to fitness for a particular purpose, merchantability, or infringement of any patent,
copyright or other intellectual property right. In order to minimize risks associated with the customer's applications, adequate design and operating safeguards must be provided by the
customer to minimize inherent or procedural hazards. Testing and other quality control techniques are utilized to the extent AnalogicTech deems necessary to support this warranty.
Specific testing of all parameters of each device is not necessarily performed. AnalogicTech and the AnalogicTech logo are trademarks of Advanced Analogic Technologies Incorporated.
All other brand and product names appearing in this document are registered trademarks or trademarks of their respective holders.

Advanced Analogic Technologies, Inc.

3230 Scott Boulevard, Santa Clara, CA 95054
Phone (408) 737-4600
Fax (408) 737-4611

3681A.2007.10.1.2                                                                                                                                                                          17
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