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脂楚贰
5 years ago
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1 概述是一款全集成充电管理, 锂电池保护,DC-DC 升压限流, 手电筒照明及电量指示的多功能电源管理芯片的同步升压系统提供最大 2.1A 输出电流, 转换效率高至 93% 芯片只需一个电感实现降压与升压功能 DC-DC 转换器工作在 1.5MHz, 可以支持低成本电感和电容 ; 芯片支持 4 颗 LED 灯的电量指示与手电筒功能, 支持按键单按, 双按及长按功能当空载时, 系统进入休眠状态, 工作电流降至 50uA 同步开关充电技术, 提供最大 2.1A 电流, 充电效率高至 96%, 大大缩短充电时间芯片内置温度控制电路, 根据 IC 温度和输入电压智能调节充电电流特点 2.1A 同步开关充电器,2.1A 同步升压转换器单电感架构,1.5M 开关频率, 支持 1uH 电感升压效率最高达 93% 开关式充电, 充电效率高达 96% 4 颗 LED 电量显示, 内置照明灯驱动第一次上电击活四灯全亮一次后显示当前电量, 电量显示 LED 只减不增内置自适应电源路径管理, 支持边充边放自动切换待机模式与工作模式支持按键开关与自动负载识别充电电压精度 :±1.0%; 升压电压精度 :±1.0% 过流保护 (OCP), 过压保护 (OVP), 短路保护 (SCP), 过温保护 (OTP) ESD 2KV, 瞬态耐压 11V, 极高可靠性极低的 BOM 成本待机电流 50uA 支持电池封装形式 :ESOP-16 应用移动电源 IPAD 及其他数码设备备用电源第 1 页共 11 页

2 引脚示意图及说明序号名称引脚说明 KEY CHGS AGND VCC 1 KEY 按键输入 2 CHGS 开关充电电流检测端 3 PGND 功率地 PGND 3 14 LED4 4 BAT 电池正极 BAT SW LED3 LED2 5 6 SW 电感连接端 7 8 VOUT 升压 5V 输出 9 VIN 充电 5V 输入 SW VOUT LED1 WLED 10 WLED 手电筒端 11 LED1 电量灯 LED1 12 LED2 电量灯 LED2 VOUT 8 9 VIN 13 LED3 电量灯 LED3 ESOP LED4 电量灯 LED4 15 VCC 3.1V LDO 输出 16 AGND 模拟地第 2 页共 11 页

3 典型应用电路电性能参数推荐工作范围参数符号范围单位输入电压 VDD 4.5~5.5 V 工作环境温度 TOP -20~85 极限参数参数值单位 PGND GND 电压 -0.3~+0.3 V 其它引脚电压 -0.3~+7 V 充电电流 2.3 A 放电电流 2.3 A 储存环境温度 -50~+150 第 3 页共 11 页

4 工作结温范围 -40~150 HBM 4000 V MM 200 V 注 : 最大极限参数是指超出该工作范围 IC 可能会损坏推荐工作范围是指在该范围内 IC 工作正常, 但不完全保证满足个别性能指示电气参数定义了器件在工作范围内并且在保证特定性能指示的测试条件下的直流和交流电气参数规范对于未给定的上下限参数, 该规范不予保证其精度, 但其典型值合理反映了器件性能电气参数除特别说明,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 V 输入工作电流 I VIN VIN=5V,fs=1.5MHz ma 输入静态电流 VIN=5V,Device not switching ua 充电目标电压 V BAT 针对 4.2V 规格 V 针对 4.35V 规格 V 充电电流 I CHRG R=10mΩ A 涓流充电电流 I TRKL ma 涓流截止电压 V TRKL V 再充电阈值 V RCH V 输入欠压保护 V UVLO 上升电压 V 欠压保护迟滞 V UVLO mv 升压系统电池工作电压 V BAT V 开关工作电池输入电流 I BAT VBAT=3.7V,VOUT=5.1V,fs=1.5MHz ma VIN=5V,Device not switching ua DC 输出电压 V OUT VBAT=3.7V V 输出电压纹波 ΔV OUT VBAT=3.7V,VOUT=5.0V,fs=1.5MHz mv 升压系统供电电流 I USB A 负载过流检测时间 T UVD 输出电压持续低于 4.4V ms 第 4 页共 11 页

5 负载短路检测时间 T OCD 输出电压持续低于 4V us 控制系统开关频率 fs MHz PMOS 导通电阻 r DSON mω NMOS 导通电阻 mω LDO 输出电压 V LDO VBAT=3.5V V 电池输入待机电流 I STB VIN=0V,VBAT=3.7V ua LDO 输出电流 I LDO ma LED 照明驱动电流 W LED ma LED 显示驱动电流 ILED ILED1,ILED2,ILED3,ILED4-5 - ma 负载自动检测时间 T loadd 15mA s 短按键唤醒时间 T OnDebounce ms 打开 WLED 时间 T KeyWled s 热关断温度 T OTP 上升温度热关断温度迟滞 ΔT OTP 应用说明充电功能采用同步开关充电技术, 开关频率 1.4MHz, 芯片引脚 VIN 端保持 4.85V 以上时,Vbat 端最大充电电流 2.1A, 充电效率最高到 96%, 大大缩短电池的充电时间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 100mA 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, 进入恒压充电充电完成后, 若电池电压低于 4.1V 后, 重新开启电池充电内置自适应电源路径管理, 芯片会根据 VIN 电压自动调节充电电流, 兼容市场上所有的适配器芯片内部有过压保护电路, 当输入电压高于 5.6V 时, 芯片会关闭充电系统, 保护内部电路不被高电压损坏支持边充边放, 优先给外部负载供电自动监测 IC 温度, 当 IC 温度高于 100 度时, 自动减小充电电流升压功能集成一个输出 5V, 负载能力 2.1A 的升压 DC-DC 转换器开关频率 1.4MHz, 可以使用 1-1.2UH 的电感, 有利于降低 PCB 的整体成本芯片内置软启动功能, 集成过流, 短路, 过压等保护功能有自动检测负载插入而开启升压放电功能, 升压输出端支持热插拔, 在升压状态下插入重负载测试, 电量显示灯灭掉 0.3 秒后亮起第 5 页共 11 页

6 VCC 功能苹果与三星的手机有区别, 苹果手机只有到检测 USB 口的 D+ 和 D- 电压, 才能给手机快速充电若移动电源方案 PCB 需要内置检测电阻, 的分压电阻电源要接 VCC, 而不是 VOUT VCC 恒定输出 3.1V, 负载能力有 200mA 手电筒输出 WLED 端可以驱动 LED 灯用于手电筒照明, 最大驱动电流为 100mA, 可以给 LED 串联电阻来减小指示手电灯的电流,WLED 是手电照明使能端, 如果长按 S1 键 2S, 手电筒打开, 重复长按 S1 键 2S 手电筒输出关闭按键方式 1 按键持续时间长于 30ms, 但小于 2s, 即为短按动作, 短按会打开电量显示灯和升压输出 2 按键持续时间长于 2s, 即为长按动作, 长按会开启或者关闭照明 LED 3 在 1s 内连续两次短按键, 会关闭升压输出与电量显示放电效率明细表 : 输入电压输入电流输出电压输出电流效率 4.2V A 94.33% 4.0V A 94.01% 3.8V A 93.69% 3.6V A 93.15% 3.4V A 92.52% 3.2V A 92.03% 输入电压输入电流输出电压输出电流效率 4.2V A 91.83% 4.0V A 91.11% 3.8V A 90.23% 3.6V A 89.51% 3.4V A 88.05% 3.2V A 86.77% 备注 : 各芯片之间的效率会有差异, 对不同的 PCB 走线也会产生差异工作状态与电量指示第 6 页共 11 页

7 LED1~LED4 为充放电状态与电量指示, 引脚须串联 LED 到 GND; 不同状况时 LED 状态如下 : 1 接入 VDD 时,LED1 到 LED4 会根据电池电量指示充电状态, 达到电量的 LED 常亮, 当前电量的 LED 以 1Hz 频率闪烁, 充满电后 LED1~LED4 全亮 ; 2 待机状态下, 若按下按键 S1, 显示电量 32S 后关闭 ; 3 放电时, LED1~LED4 根据电池电压指示当前电量 ; 若电池电压低于 3.05V,LED1 会以 1HZ 的频率闪烁提示电量低, 直到电池电压低于 2.8V, 关闭电路, 进入低功耗低压保护模式, 需要重新充电至 3.4V 以上系统才可以再次启动升压放电 ; 4 长按 S1 键 2S, 手电筒打开, 再次长按 S1 键 2S 手电筒关闭 LED1~LED4 工作状态表 IC 型号充电模式放电模式电池电压 (V) LED1 LED2 LED3 LED4 电池电压 (V) LED1 LED2 LED3 LED4 C<25% 闪烁灭灭灭 C=0% 灭灭灭灭 0%<C<3% 快闪灭灭灭 25% C<50% 亮闪烁灭灭 3% C<25% 亮灭灭灭 50% C<75% 亮亮闪烁灭 25% C<50% 亮亮灭灭 C 75% 亮亮亮闪烁 50% C<75% 亮亮亮灭 100% C 亮亮亮亮 C 75% 亮亮亮亮注 : 上表中电池电压是 Typical 情况下标准电压 PCB 设计参考 1 电容 C1 需靠近芯片的 Pin4 脚, 防止电感产生纹波干扰芯片 2 电容 C2 需靠近芯片的 Pin2 脚, 防止电感产生纹波干扰芯片 3 电容 C4 需要放近芯片的 Pin6,Pin7 脚, 容值为 2.2nF 4 电容 C5,C6 必须靠近芯片的 Pin7, Pin8 脚, 电容的地端从芯片底部回到 PGND 脚 5 电容 C7 必须靠近芯片 Pin9 C8 必须靠近 Pin15 6 电容 C3 的接地端需要接 C5 C6 的地, 不可直接接 PIN3 的地端 7 PGND 离电池的负端尽可能地近, 线路尽可能地粗 8 电容 C5 C6 需要采购有品质保证的品牌电容, 防止因电容漏电引起的负载插入识别失效 9 10mohm 电阻和 IC 的 BAT/CHGS PIN 连接采用开尔文连接, 第 7 页共 11 页

10mohm 电阻两端和 IC 的 BAT/CHGS PIN 相连的走线, 需要单独从 R1 两端焊盘引出, 不能和 BAT/CHGS 网络的其他走线重合, 如上图所示 10mohm->CHGS (ICPIN) 走线非常敏感, 要远离噪声干扰源不能置于电感正下方, 也不能走在电感 PCB 另外一面的正下方 ; 远离 SW 走线 ; 远离 VOUT 输出电容, 不要位于 VOUT 电容和

8 10mohm 电阻两端和 IC 的 BAT/CHGS PIN 相连的走线, 需要单独从 R1 两端焊盘引出, 不能和 BAT/CHGS 网络的其他走线重合, 如上图所示 10mohm->CHGS (ICPIN) 走线非常敏感, 要远离噪声干扰源不能置于电感正下方, 也不能走在电感 PCB 另外一面的正下方 ; 远离 SW 走线 ; 远离 VOUT 输出电容, 不要位于 VOUT 电容和 PGND 的回流路径上走线线宽建议大于 20mil, 走线尽可能短开关信号线 (KEY) 不能置于电感正下方, 也不能走在电感 PCB 另外一面的正下方 ; 远离 SW 走线 10 测试时请带上防静电手套, 除了防止静电外, 更重要是防止在上电测试过程中, 人手直接碰触 PCB, 造成某两个节点短路, 造成模块工作异常引发失效或者漏电 11 电池的正负两极不能接反, 否则会造成模块失效请在生产环节中设置必要措施来防止此问题的发生 12 芯片底部的散热片必须与 PCB 有良好的接触 13 原理图中粗线表示大电流路径, 走线时需要短且粗, 尽量不要走过孔如果非得过孔必须放置 0.4mm 孔径 5 个以上 PCB 走线示意图典型应用电路图第 8 页共 11 页

9 第 9 页共 11 页

10 BOM 表序号元件名称型号 & 规格单位用量位置备注 1 IC PCS 1 U1 2 贴片电阻 R 1% PCS 1 R1 精度必须保证 1%, 封装必须是贴片电阻 K 5% PCS 1 R2 4 贴片电阻 R 5% PCS 1 R3 5 贴片电容 uF 10% PCS 5 C1 C2 C5 C6 C7 6 贴片电容 nF 10% PCS 1 C4 7 贴片电容 % PCS 1 C3 根据照明灯亮度, 可以接其他电阻值耐压值大于 10V, 建议使用贴片陶瓷电容 8 贴片电容 uF 10% PCS 1 C8 9 贴片 LED 0603 蓝灯 PCS 4 D1 D2 D3 D4 10 发光二极管 5mm 白发白 PCS 1 D0 11 电感 CD-54 PCS 1 L1 饱和 Isat 温升电流 Idc 大于 4.5A,DCR 小于 USB 母座 10mm 短体卷口 PCS 1 U2 13 迷你 USB Micro USB 母座 PCS 1 USB1 14 按键开关 6.5mm*5.1mm PCS 1 SW1 第 10 页共 11 页

11 封装信息 SYMBOL MILLIMETER MILLIMETER SYMBOL MIN NOM MAX MIN NOM MAX A D A E A E A e 1.27BSC b h b L c L1 1.05BSC c θ 第 11 页共 11 页

HM5919 3A 充电 2.4A 放电高集成度移动电源 SOC 1 特性同步开关充放电 2.4A 同步升压转换,3A 同步开关充电升压效率最高达 95% 充电效率最高达 96% 内置电源路径管理, 支持边充边放充电自适应充电电流调节, 匹配所有适配器充电电压精度 :±0.5%; 支持 4

HM5919 3A 充电 2.4A 放电高集成度移动电源 SOC 1 特性同步开关充放电 2.4A 同步升压转换,3A 同步开关充电升压效率最高达 95% 充电效率最高达 96% 内置电源路径管理, 支持边充边放充电自适应充电电流调节, 匹配所有适配器充电电压精度 :±0.5%; 支持 4 3A 充电 2.4A 放电高集成度移动电源 SOC 1 特性同步开关充放电 2.4A 同步升压转换,3A 同步开关充电升压效率最高达 95% 充电效率最高达 96% 内置电源路径管理, 支持边充边放充电自适应充电电流调节, 匹配所有适配器充电电压精度 :±0.5%; 支持 4.20V 4.30V 和 4.35V 电池电量显示内置 14bit ADC 和电量计支持 5 / 4/ 3 颗