“燈還亮著嗎？”“充進(jìn)去了嗎？”——由充電指示不清引發(fā)的用戶焦慮與客訴，在消費(fèi)電子領(lǐng)域從未間斷。單顆 LED 只能區(qū)分亮與滅，無法分辨“充電中”與“故障/斷電”；而增加一顆燈，往往意味著引入額外的邏輯門或占用 MCU 稀缺的 IO 資源。對此，SM4357 給出了一個硬件級方案：SOT23-6 封裝內(nèi)原生提供雙路開漏輸出，兩顆 LED 即可明確區(qū)分三種狀態(tài)，且外圍依舊極致精簡。

本文基于 SM4357 規(guī)格書 V1.07，從雙燈指示機(jī)制、充電流程、保護(hù)體系和落地電路四個維度展開，解讀這顆充電 IC 的完整能力。

一、雙燈指示：三種狀態(tài)，一目了然

SM4357 的 SOT23-6 封裝比常規(guī) 5 腳充電 IC 多出一個引腳——STDBY（充電完成指示端）。配合原有的 CHRG（充電狀態(tài)指示端），無需任何外部邏輯，即可實現(xiàn)以下狀態(tài)表：

當(dāng)電池溫度異常時，兩路輸出均置高阻態(tài)，LED 全滅，等效于向 MCU 提供故障標(biāo)志位。這種清晰的指示機(jī)制，非常適用于對交互體驗有要求的智能穿戴設(shè)備（如智能手表、智能戒指充電盒）、手持小風(fēng)扇、便攜美容儀、電動牙刷等產(chǎn)品。用戶一眼即可確認(rèn)設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)，有效降低客訴。

二、極簡架構(gòu)：一顆電阻 + 一顆電容

SM4357 內(nèi)部集成了 PMOSFET 功率管、防倒充電路及電流檢測環(huán)路，因此外圍無需 MOSFET、取樣電阻和隔離二極管。構(gòu)建一個完整的充電器，僅需兩個外部元件：

PROG 引腳：一顆 1% 精度電阻到地，設(shè)定恒流充電電流；

VCC 引腳：一顆 1μF 輸入電容到地，穩(wěn)定供電。若 VCC 走線較長或電源紋波偏大，建議提升至 4.7~10μF。

充電電流與設(shè)定電阻的關(guān)系為：

ICHG=1200/RPROG(單位：ICHG—mA，RPROG—Ω)

例如，需 500mA 充電電流時，RPROG = 1200 / 500 = 2.4kΩ。只需切換一顆電阻，即可在同一 PCB 上適配不同容量的電池，顯著簡化多 SKU 的物料管理。

三、充電流程：涓流-恒流-恒壓三段式充電

SM4357 的充電邏輯遵循標(biāo)準(zhǔn)的 涓流-恒流-恒壓 (TC-CC-CV) 曲線，所有閾值電壓和電流均已固化在硬件中，無需軟件干預(yù)。上電啟動時，芯片內(nèi)置 100μs 軟啟動（tSS 典型值），有效限制浪涌電流，避免熱插拔瞬間對電源和電池造成沖擊。

1. 涓流喚醒
若電池電壓低于 2.93V（典型值），芯片判定電芯可能已過放，自動以設(shè)定電流的 約 2/10 進(jìn)行小電流預(yù)充電。以 800mA 設(shè)定為例，涓流約 160mA。待電池電壓升至 2.9V 以上，退出涓流模式。該階段可避免大電流直沖受損電芯帶來的安全風(fēng)險。

2. 恒流快充
電池電壓達(dá)到 2.9V 后，芯片以全電流輸出，最大 800mA。這是充電過程的主力區(qū)間，決定了補(bǔ)電速度的上限。

3. 恒壓浮充與終止
當(dāng)電池端電壓達(dá)到 4.2V ± 1%，轉(zhuǎn)入恒壓模式，充電電流自然下降。一旦電流降至設(shè)定值的 1/10（C/10），且該低電流狀態(tài)持續(xù)超過 1ms（tTERM 電氣特性典型值），充電循環(huán)終止，芯片進(jìn)入待機(jī)模式。該濾波延時有效濾除了負(fù)載瞬變（如 RF 突發(fā)通信）可能引發(fā)的誤停。規(guī)格書中特別注明：C/10 終止在涓流模式和熱限制模式下失效，以防止激活階段或高溫降額時過早終止充電。

四、保護(hù)體系：扛浪涌，防反接，控溫升

4.1 30V 輸入耐壓 + 過壓保護(hù)
VCC 引腳極限耐壓高達(dá) 30V，正常工作電壓推薦 4.5V~6.5V。內(nèi)部集成 6.5V 輸入過壓保護(hù)（VOVP 典型值），持續(xù)高壓時觸發(fā)保護(hù)。該特性使 SM4357 能夠從容應(yīng)對各類非標(biāo)電源適配器，在電網(wǎng)環(huán)境復(fù)雜的地區(qū)顯著降低端口損壞率，對出口型便攜電子產(chǎn)品尤為重要。

4.2 欠壓閉鎖（UVLO）
芯片內(nèi)置欠壓閉鎖電路，VCC 必須升至 3.8V（典型值） 以上，且高于 BAT 電壓約 140mV，充電器才退出停機(jī)模式啟動工作。該特性與過壓保護(hù)協(xié)同，確保芯片只在安全供電窗口內(nèi)運(yùn)行。

4.3 電池正負(fù)極反接保護(hù)
對于電池可拆卸的產(chǎn)品（如迷你相機(jī)、無線麥克風(fēng)、手持補(bǔ)光燈），電池反接是常見誤操作。SM4357 持續(xù)監(jiān)測 BAT 與 GND 之間的壓差，一旦出現(xiàn) -230mV（典型值） 負(fù)壓，立即切斷充電回路。電池正確接入后，遲滯電壓約 200mV，芯片自動恢復(fù)，全程無損傷。

4.4 熱調(diào)節(jié)限流
芯片內(nèi)部結(jié)溫檢測閾值 120°C。一旦觸達(dá)，熱反饋環(huán)路自動減小充電電流，以限制功耗和溫升。對于散熱條件受限的超小型設(shè)備（如智能戒指充電盒、入耳式耳機(jī)），設(shè)計師可基于典型室溫設(shè)定充電電流，日常使用獲得更快的充電速度，極端高溫下芯片自行降額保護(hù)。

五、待機(jī)與自動再充電：長期靜置不虧電

充電終止后，SM4357 并未完全“離線”，而是持續(xù)監(jiān)控 BAT 電壓。當(dāng)電池電壓跌落至再充電門限（VFLOAT - 100mV，約 4.1V），新一輪充電循環(huán)自動啟動，補(bǔ)滿即停。該機(jī)制保證長期插在充電座上的設(shè)備始終接近滿電狀態(tài)，且無過充風(fēng)險。再充電比較器內(nèi)置 1ms 濾波時間（tRECHARGE 典型值），可有效抑制瞬態(tài)負(fù)載引起的誤觸發(fā)。

功耗方面，輸入電源移除后，從電池反吃的電流不超過 0.25μA（睡眠模式典型值；停機(jī)模式下不超過 0.35μA），低于電池自身自放電率，幾可忽略。主動停機(jī)模式下（PROG 懸空或 VCC < VBAT 且 VCC < VUV），輸入電源電流典型值 75μA。對銷售周期較長、倉儲時間可能較久的消費(fèi)電子產(chǎn)品而言，這意味著出廠后電池不會被芯片“餓死”，用戶開箱即可使用。

六、電流監(jiān)控：一個引腳的雙重價值

PROG 引腳既是電流設(shè)定端，也是實時電流映射端。在恒流模式下，PROG 電壓約為 1.0V（0.9~1.1V），與充電電流呈線性關(guān)系。MCU 通過 ADC 采樣該電壓，即可推算出當(dāng)前充電電流，無需額外電流采樣電阻。這一設(shè)計在帶顯示屏的便攜設(shè)備（如智能手表、便攜儲能電源）中尤為實用，可驅(qū)動剩余充電時間顯示或電量圓環(huán)動畫。

七、落地電路：典型應(yīng)用設(shè)計

以一個常見便攜電子產(chǎn)品的充電單元為例，SM4357 的最小系統(tǒng)連接如下：

1. 電源端
USB 5V 輸入連接 VCC 引腳（腳4），VCC 與 GND（腳2）之間就近并聯(lián)一顆 1μF 陶瓷電容。若 VCC 走線較長，建議將電容值提升至 4.7~10μF。

2. 電流設(shè)定
PROG 引腳（腳6）通過電阻 RPROG 連接到 GND。例如，電池容量 300mAh，安全充電率 0.5C = 150mA，則 RPROG ≈ 1200 / 150 = 8kΩ（E24 標(biāo)稱值取 8.2kΩ，對應(yīng)充電電流約 146mA）；若需 500mA 快充，則選用 2.4kΩ。同型號產(chǎn)品僅替換一顆電阻，即可實現(xiàn)充電速率分檔。

3. 電池端
BAT 引腳（腳3）直連鋰電池正極，電池負(fù)極與系統(tǒng)地共地，中間無需防倒灌二極管。

4. 指示燈
CHRG 引腳（腳1）驅(qū)動紅色 LED，STDBY 引腳（腳5）驅(qū)動綠色 LED。兩路 LED 陽極各串上限流電阻（推薦 330Ω~1kΩ，視所需亮度調(diào)整）后接 VCC，陰極分別接對應(yīng)引腳。

PCB 設(shè)計要點(diǎn)：

輸入電容盡可能靠近 VCC 引腳放置，縮短高頻環(huán)路路徑。

RPROG 選用 1% 精度金屬膜電阻，確保充電電流與終止閾值的準(zhǔn)確性。

GND 引腳連接大面積覆銅以增強(qiáng)散熱；當(dāng)充電電流超過 500mA 時，建議以公式 P_D = (VCC - VBAT) × I_CHG 計算功耗，并結(jié)合 PCB 熱阻評估結(jié)溫是否觸發(fā)熱調(diào)節(jié)閾值。

八、與 SM4354 的選型關(guān)系

若產(chǎn)品定義中單顆 LED 指示已能滿足需求（如僅需充電亮燈、充滿滅燈），SOT23-5 封裝的 SM4354 提供了相同的充電核心性能：800mA 最大充電電流、±1% 浮充精度、30V 耐壓、熱調(diào)節(jié)、反接保護(hù)及 UVLO，且節(jié)省一個引腳和一顆 LED 的成本。兩款芯片充電特性完全一致，外圍元件數(shù)量相同，設(shè)計師可根據(jù)面板指示需求靈活選型。

SM4357 在單節(jié)鋰電線性充電領(lǐng)域，用一個額外的引腳解決了狀態(tài)指示的二元局限。它未增加設(shè)計復(fù)雜度，卻顯著提升了終端產(chǎn)品的信息透明度。如果你正在設(shè)計一款需要讓用戶“一眼就知道充沒充滿”的便攜智能設(shè)備，這顆芯片值得放入 BOM。

SM4357典型應(yīng)用電路圖▲

（本文數(shù)據(jù)均來自泉州海川半導(dǎo)體 SM4357 規(guī)格書 V1.07，設(shè)計請以官方最新文檔為準(zhǔn)。）


審核編輯 黃宇