2.5A充电2 A放电高集成度移动电源SOC

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国茅
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1 集成数码管驱动的 2A 充电 /2.4A 放电移动电源 SOC 1 特性同步开关充放电 2.4A 同步升压转换升压效率最高达 93% 充电效率最高达 92% 内置电源路径管理, 支持边充边放支持线补充电自动调节充电电流, 匹配适配器输出能力 2A 同步开关充电支持 4.20V 4.30V 4.35V 和 4.4V 电池电量显示内置 14bit ADC 和精准库伦计算法支持 5/4/3/2/1 颗 LED 电量支持数码管显示,1A/2A 输出口识别支持外部 PIN 选电芯初始容量支持电芯容量自校准功能丰富内置照明灯驱动支持 NTC 功能自动检测负载插入 / 拔出低功耗智能识别负载, 自动进待机待机功耗小于 100 µa BOM 极简功率 MOS 内置,1uH 单电感实现充放电内置多种数码管驱动电路多重保护高可靠性输出过流过压短路保护输入过压过充过放过流放电保护整机过温保护 ESD 4KV,Vin 瞬态耐压高达 18V 深度定制可灵活低成本定制方案封装 QFN32 5mm*5mm 2 应用移动电源 / 充电宝手机平板电脑等便携式设备补水仪 / 暖手宝 3 简介 IP5508 是一款集成升压转换器锂电池充电管理电池电量指示的多功能电源管理 SOC, 为数码管显示移动电源提供完整的电源解决方案 IP5508 的高集成度与丰富功能, 使其在应用时仅需极少的外围器件, 并有效减小整体方案的尺寸, 降低 BOM 成本 IP5508 只需一个电感实现降压与升压功能 DC-DC 转换器工作在 500KHz, 可以支持低成本电感和电容 IP5508 的同步升压系统提供额定 2.4A 输出电流, 转换效率高至 93% 空载时, 自动进入休眠状态, 静态电流降至 100uA 以内 IP5508 采用开关充电技术, 提供额定 2A 充电电流, 充电效率高至 92% 内置 IC 温度和输入电压智能调节充电电流 IP5508 内置 14bit ADC, 可精确测量电池电压和电流 IP5508 的内置库仑计算法可准确获取电池电量信息 IP5508 可支持 5/4/3/2/1 颗 LED 电量或数码管显示和照明手电筒功能 IP5508 采用 QFN32 封装

2 USB-B CP3 10uF VIN USB 1A ADC2 D1 KEY 数码管 VBAT CSIN IP5508 LX ADC2 ADC2 FSEL NTC DM DP ADC1 USB 2.4A 图 1 IP5508 简化应用原理图 ( 数码管显示电量 ) 4 引脚定义 VIN KEY LED6 IO VIN VSET IO8 MODE1 MODE2 DP IP5508 QFN LX LX LX DM 7 18 PGND ADC CSIN BAT AGND VSET2 NTC FSEL ADC2 图 2 IP5508 引脚图

3 序号引脚名称描述 1 数码管 /LED 驱动 pin1 2 VSET1 电池电压设定 pin1 3 IO8 普通 GPIO pin 4 MODE1 按键模式选择 pin1 5 MODE2 按键模式选择 pin2 6 DP DCP 功能 pin 7 DM DCP 功能 pin 8 ADC1 ADC1 输入 9 ADC2 ADC2 输入 10 系统地 11 FSEL 电芯初始容量设定 pin 12 NTC NTC 功能 pin 13 VSET2 电池电压设定 pin2 14 AGND 系统地 15 LDO 3.1V 输出 16 BAT 电芯电压采样 pin 17 CSIN 系统供电和电芯电压采样 pin 18 PGND 功率地 19 LX DCDC 开关节点, 连接电感 20 LX DCDC 开关节点, 连接电感 21 LX DCDC 开关节点, 连接电感 22 DC-DC 5V 升压输出 pin 23 DC-DC 5V 升压输出 pin 24 VIN DC-DC 5V 充电输入 pin 25 VIN DC-DC 5V 充电输入 pin 26 KEY 按键和手电筒驱动 pin 27 LED6 数码管 /LED 驱动 pin6 28 数码管 /LED 驱动 pin5 29 数码管 /LED 驱动 pin4 30 IO6 普通 GPIO pin 31 数码管 /LED 驱动 pin3 32 数码管 /LED 驱动 pin2 33 EPAD/PGND 功率地和散热地, 需要保持与 GND 良好接触

4 5 IP 系列移动电源 IC 型号选择表充放电主要特点封装 IC LED 照明 USB QC PD3.0 型号放电充电按键 I2C DCP 规格兼容灯数灯 C 认证 /PPS IP A 1.2A 1, esop8 IP A 1.2A 1,2,3, esop8 IP A 2.1A 1,2,3, esop8 IP5206 2A(Max) 1.5A 3,4, esop16 IP5108E 2.0A 1.0A 3,4, esop16 IP A 2.0A 3,4, esop16 IP A 1.2A 3,4, QFN24 IP5207T 1.2A 1.2A 1,2,3, QFN24 IP A 2.1A 3,4, QFN24 IP A 2.1A 3,4, QFN24 IP A 2.1A 1,2,3,4 - - QFN24 IP A 3.0A 1,2,3,4 - - QFN32 IP W 3.6A 2,3,4, QFN32 IP5318Q 18W 4.0A 2,3,4,5 - - QFN40 IP W 4.0A 2,3,4,5 - QFN40 IP W 4.0A 1,2,3,4 - - QFN32 IP W 4.0A 1,2,3,4 - QFN40 IP5328P 18W 4.0A 1,2,3,4 QFN40 PIN2PIN PIN2PIN PIN2PIN PIN2 PIN PIN2 PIN 6 极限参数参数符号值单位端口输入电压范围 V IN -0.3 ~ 12 V 结温范围 T J -40 ~ 150 存储温度范围 Tstg -60 ~ 150 热阻 ( 结温到环境 ) θ JA 40 /W 人体模型 (HBM) ESD 4 KV * 高于绝对最大额定值部分所列数值的应力有可能对器件造成永久性的损害, 在任何绝对最大额定值条件下暴露的时间过长都有可能影响器件的可靠性和使用寿命

5 7 推荐工作条件参数符号最小值典型值最大值单位输入电压 V IN V 工作环境温度 T A * 超出这些工作条件, 器件工作特性不能保证 8 电气特性除特别说明,TA=25,L=1uH 参数符号测试条件最小值典型值最大值单位充电系统输入电压 V IN VBAT=3.7V V 输入过压 V INOV V 输入欠压保护 V INUV V CV 4.2V VSET[2:1]=2b V CV 恒压充电电压 CV 4.30V VSET[2:1]=2b V CV 4.35V VSET[2:1]=2b V CV 4.4V VSET[2:1]=2b V 充电截止电流 Ivin stop 输入 Vin=5V ma 充电电流 I VIN VIN 口充电电流输入端电流, VBAT=3.7V A 涓流充电电流 I TRKL VIN=5v,BAT=2.7v ma 涓流截止电压 V TRKL V 再充电阈值 V RCH V 充电截止时间 T END Hour 升压系统电池工作电压 V BAT V 低电关机电压 V BATLOW IOUT=2A V 开关工作电池输入电流 I BAT VBAT=3.7V,=5.1V,fs=500KHz ( 无数码管无 led 显示 Vout 无负载 ) 2 6 ma DC 输出电压 V OUT V V

6 输出电压纹波 ΔV OUT VBAT=3.0V~4.4V mv 升压系统供电电流 I vout VBAT=3.0V~4.4V A 升压系统过流关断电流 I vout VBAT=3.0V~4.4V A 负载过流检测时间 T UVD 输出电压持续低于 4.2V 30 ms 控制系统开关频率 PMOS 导通电阻 fs 放电开关频率 KHz 充电开关频率 KHz 40 mω NMOS 导通电阻 35 mω VIN 和 PMOS 导通电阻 VIN 和 PMOS 过流保护 r DSON VIN=5V 90 mω I IDOCP VIN=5V 3 A 电压 Vbat=3.7V V 电池输入待机电流 I STB VIN=0V,VBAT=3.7V ua LED 照明驱动电流 Ilight ma IO 口驱动电流 I Gpio ma 无负载自动关机时间 T loadd 负载电流持续小于 50mA s 轻载关机电流 I plout VBAT=3.7V ma 短按按键时间 T OnDebounce ms 长按按键时间 T Keylight 2 3 s 热关断结温 T OTP 上升温度热关断迟滞 ΔT OTP

7 9 功能描述系统框图 VIN Vout Vcc BandGap& Vcc LX KEY AGND PGND KEY& WLED OVP PMOS Boost/Charger Driver NMOS ADC1 System Control 电量计 ADC ADC2 CSIN BAT 数码管 & LED Driver Fsel Mode1 LED6 DCP NTC Mode& Vset Mode2 Vset1 Vset2 DP DM NTC IO6 IO8 图 3 IP5508 内部系统框图升压 IP5508 集成一个输出 5V, 负载能力 2.4A 的升压 DC-DC 转换器开关频率 500KHz,3.7V 输入,5V/1A 时效率为 94% 内置软启动功能, 防止在启动时的冲击电流过大引起故障, 集成输出过流, 短路, 过压, 过温等保护功能, 确保系统稳定可靠的工作升压系统输出电流可随温度自动调节, 确保 IC 温度在设定温度以下

8 n(%) IP5508 效率曲线 IOUT(mA) 图 4 IP5508 升压效率图 3.1V 3.3V 3.5V 3.7V 3.9V 4.1V (mv) IP5508 V-I 曲线 IOUT(mA) 图 5 V/I 曲线 3.1V 3.3V 3.5V 3.7V 3.9V 4.1V 充电 IP5508 拥有一个同步开关结构的恒流恒压锂电池充电器当电池电压小于 3V 时, 采用 200mA 涓流充电 ; 当电池电压大于 3V, 进入恒流充电 ; 当电池电压大于 4.2V/4.3V/4.35V/4.4V, 进入恒压充电充电完成后, 若电池电压低于 4.1V 后, 重新开启电池充电 IP5508 支持 5V/2A 充电电流, 同时检测输入电压和 IC 温度自动调节充电电流

9 IP5508 内置电源路径管理, 支持边充边放, 充电状态下将输入 VIN 和输出的 PMOS 管开启可对外部设备充电, 同时 IP5508 会将检测输出电压是否高压 4.55V, 如果高于 4.55V 就以最大电流给电芯充电, 低于 4.55V 就减小充电电流, 自动适应适配器的负载输出能力 IP5508 边充边放时输入 VIN 和输出的 PMOS 管具有过温 3A 过流短路保护等功能边充边放时优先给外部负载如手机充电, 然后再给移动电源内部电池充电 Vout VIN PMOS BAT NMOS 图 6 IP5508 路径管理示意图电池电压的配置说明 : Vset[2:1] R14 R15 R16 R18 电池电压 2b00 NC 0R NC 0R 4.20V 2b01 NC 0R 0R NC 4.30V 2b10 0R NC NC 0R 4.35V 2b11 0R NC 0R NC 4.40V 注 : 实际绘制 PCB 电路时,R14/R15/R16/R18 可省略, 直接短路到 Vcc 或 GND 即可, 以节省 PCB 面积 Vcc Vset1 2 R14 R15 Vcc Vset2 13 R16 R18 图 7 Vset 电池电压配置电路

10 按键与照明灯 IP5508 内置按键与照明灯功能, 支持外部 PIN 选按键开关机和开关照明灯的方式, 具体参考如下 : Mode[2:1] R17 R24 R25 R26 按键方式描述 2b00 NC 0R NC 0R 短按开机连续两次短按关机长按 2S 开关手电筒 2b01 NC 0R 0R NC 短按开机长按 2S 开关手电筒无按键关机功能 2b10 0R NC NC 0R 短按开机连续两次短按按键开关照明灯无按键关机功能 2b11 0R NC 0R NC 短按开机连续两次短按按键开关照明灯长按 2S 关机注 : 实际绘制 PCB 电路时,R17/R24/R25/R26 可省略, 直接短路到 Vcc 或 GND 即可, 以节省 PCB 面积 Vcc 26 KEY Mode1 4 Vcc R17 R24 10K 20R Mode2 5 R25 R26 照明灯图 8 KEY 按键与照明灯电路电量计和电量显示 IP5508 内置精准库仑计电量算法, 根据电芯容量准确的显示电池剩余电量 IP5508 可支持 1/2/3/4/5 颗 LED 灯 88 型 188 型 888 型数码管等多种电量显示具体对应型号如下 : IP5508_LED 支持 1/2/3/4/5 颗 LED 灯 IP5508_188 支持 5pin 188 型数码管 ( 如需支持其他型号数码管, 请详询本公司销售或 FAE)

11 LED 灯显模式五颗灯四颗灯三颗灯二颗灯 D5 D4 D3 D2 D1 D4 D3 D2 D1 D3 D2 D1 D2 D1 一颗灯 D1 图 9 LED 显示配置电路

12 5 灯模式放电 IP5508 电量 C(%) D1 D2 D3 D4 D5 C 80% 亮亮亮亮亮 60% C<80% 亮亮亮亮灭 40% C<60% 亮亮亮灭灭 20% C<40% 亮亮灭灭灭 3% C<20% 亮灭灭灭灭充电 0%<C<3% 1Hz 闪烁灭灭灭灭电量 C(%) D1 D2 D3 D4 D5 充满亮亮亮亮亮 C 80% 亮亮亮亮 0.5Hz 闪烁 60% C<80% 亮亮亮 0.5Hz 闪烁灭 40% C<60% 亮亮 0.5Hz 闪烁灭灭 20% C<40% 亮 0.5Hz 闪烁灭灭灭 <20% 0.5Hz 闪烁灭灭灭灭 4 灯模式放电电量 C(%) D1 D2 D3 D4 C 75% 亮亮亮亮 50% C<75% 亮亮亮灭 25% C<50% 亮亮灭灭 3% C<25% 亮灭灭灭充电 0%<C<3% 1Hz 闪烁灭灭灭电量 C(%) D1 D2 D3 D4 充满亮亮亮亮 75% C 亮亮亮 0.5Hz 闪烁 50% C<75% 亮亮 0.5Hz 闪烁灭 25% C<50% 亮 0.5Hz 闪烁灭灭 C<25% 0.5Hz 闪烁灭灭灭

13 3 灯模式放电电量 C(%) D1 D2 D3 C 66% 亮亮亮 33% C<66% 亮亮灭 3% C<33% 亮灭灭 0%<C<3% 1Hz 闪烁灭灭充电电量 C(%) D1 D2 D3 75% C 亮亮亮 66% C<100% 亮亮 0.5Hz 闪烁 33% C<66% 亮 0.5Hz 闪烁灭 C<33% 0.5Hz 闪烁灭灭 2 灯模式状态 D1 D2 充电充电过程 0.5Hz 闪烁灭充满亮灭放电正常放电灭亮低电灭 1Hz 闪烁 1 灯模式状态 D1 充电充电过程 0.5Hz 闪烁充饱亮放电正常放电亮低电 1HZ 闪烁数码管模式数码管充电放电未充满状态充满状态电量小于 5% 电量大于 5% 5pin 188 型 0-99% IN 标志 0.5HZ 闪烁常亮 100% 0-5% 个位电量数字 1HZ 闪烁 5%-100% 常亮 5pin 188 型数码管原理图如下 :

14 图 10 5pin 188 型数码管电路图电量计 IP5508 支持外部设置电芯的初始化容量, 利用电芯端电流和时间的积分来管理电芯的剩余容量, 可以精准的显示当前电芯的容量 ; 同时 IP5508 支持电量充电从 0% 充电到 100% 一次完整的充电过程自动校准当前电芯的总容量, 更合理的管理电芯的实际容量 IP5508 外部 PIN 设定电芯初始容量公式 : 电池容量 =R19*0.2 (mah) ( 最大支持到 25000mAH)

15 Fsel 11 R19 图 11 电池容量配置电路图手机插入自动检测与轻载自动待机 IP5508 检测到手机插入后, 即刻从待机态唤醒, 打开升压 5V 给手机充电, 省去按键操作, 支持无按键模具方案 IP5508 支持轻载自动待机功能, 当 Vout 端负载电流小于 50mA 持续 30s 后即自动进入待机状态是一个恒开的 3.1V LDO, 负载能力 50mA

16 10 典型应用原理图 IP5508 只需要电感电容电阻, 即可实现完整功能的移动电源方案 MODE1 4 5 MODE1 MODE2 KEY 26 R11 10K R12 20R D1 R17 R25 24 VIN 23 MODE1 BAT R24 R26 R6 10mohm USB-B L1 1uH VBAT CSIN DP DM CP3 10uF VIN IO8 IO6 DP DM VBAT CSIN LX LX LX IP5508 LED6 VSET1 VSET R1 R2 R3 R4 R5 VSET2 CP6 22uF 数码管 CP4 22uF R14 R15 CP5 10uF R16 R18 VSET2 CP1 10uF C1 0.1uF C2 0.1uF CP2 10uF C7 2.2uF 15 FSEL NTC R19 NTC USB 2.4A R2 25mohm DM DP R3 1K R4 0R C3 0.1uF ADC1 8 NTC ADC1 AGND PGND PGND RNTC 100K@25 ADC2 9 ADC2 C4 0.1uF R6 1K R5 25mohm R7 0R USB 1A R11 82K 图 12 IP5508 数码管应用的典型应用原理图电感推荐型号 SPM70701R0 DARFON PIN Inductance (uh) Tolerance DC Resistance (mω) Heat Rating Current DC Amp. Saturation Current DC Amps. Measuring Condition Typ. Max. Idc(A)Max. Isat(A)Max. SPM70701R0 1.0 ±20% 锂电 IC 推荐型号 INJOINIC Pack age Overcharge Detection Overdischarge Detection Overcurrent Voltage [VCU] (V) Voltage [VDL] (V) Detection Current [IOV] (A) IP3005A ESOP8 4.28V 2.5V 7A

17 11 封装信息

2.5A充电2 A放电高集成度移动电源SOC

2.5A充电2 A放电高集成度移动电源SOC 集成数码管驱动的 2A 充电 /2.4A 放电移动电源 SOC 1 特性同步开关充放电 2.4A 同步升压转换升压效率最高达 93% 充电效率最高达 92% 内置电源路径管理, 支持边充边放支持线补充电自动调节充电电流, 匹配适配器输出能力 2A 同步开关充电支持 4.20V 4.30V 4.35V 和 4.4V 电池电量显示内置 14bit ADC 和精准库伦计算法支持 5/4/3/2/1