Microsoft Word - CT6201_Datasheet_V1.0_ doc

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嘏蓄麒曹
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产品概述 CT6201 是一款集成 800mA 线性充电及 800mA 电流输出 Boost 升压 DC-DC 的移动电源管理芯片, 针对 2000-3000mAH 容量的单芯锂电池 ( 锂离子或锂聚合物 ) 的礼品市场移动电源应用, 提供简单易用的解决方案 CT6201 内部集成了一路 800mA 线性充电器, 一路可用于 800mA 大电流输出的 Boost 升压 DC-DC,DC-DC

1 产品概述 CT6201 是一款集成 800mA 线性充电及 800mA 电流输出 Boost 升压 DC-DC 的移动电源管理芯片, 针对 mAH 容量的单芯锂电池 ( 锂离子或锂聚合物 ) 的礼品市场移动电源应用, 提供简单易用的解决方案 CT6201 内部集成了一路 800mA 线性充电器, 一路可用于 800mA 大电流输出的 Boost 升压 DC-DC,DC-DC 内部集成了最大占空比限制,Power Save Mode/Pulse Width Mode 自动切换等功能此外, 为保证锂电池的安全使用, 系统还集成了多种保护功能, 如输入过流保护,IC 过温保护等 CT6201 提供封装形式 : SOP-8 应用于移动电源产品特点线性充电功能线性充电, 最大充电电流可达 0.8A 过温保护模式下, 充电电流随芯片温度自动变化充电电压高精度 :±1% 支持 4.20V 电池输入电压 : V 输入过流保护系统管理充电优先 (Boost 工作状态见后续描述 ) 充电状态指示 ( 充电 / 饱和 ) 电池电压 2.8V 以下自动关闭 Boost 输出 Boost Controller 异步整流 Boost 升压电路, 内置 POWER NMOS 开关管输出电压 :5.10V 输出电压精度 :±3% 最大输出电流 :0.8A 最大占空比限制 :85% 转换效率 :3.2~4.2V 输入, 85% 以上 PWM/PSM 自动切换, 轻载高效 REV 1.0 sales@creatic.com.cn support@creatic.com.cn

2 目录 Table of Contents 1 脚位及说明应用电路图主要功能介绍 Boost 系统管理及状态指示电性参数极限参数正常工作电性参数特性曲线和波形应用说明 Charger Boost PCB 布线规则封装尺寸 REV 1.0 sales@creatic.com.cn support@creatic.com.cn

3 1 脚位及说明图 1 SOP-8 脚位配置脚位描述表 1 脚位描述序号名称功能描述 1 BLED 充电完成指示引脚, 接 LED 阳极 2 BAT 电池正极 3 PBAT 电池正极 ( 外部必须与 BAT 连接 ) 4 DCIN 适配器正电压输入端 5 RLED 充电指示引脚, 接 LED 阳极 6 GND 地 7 LX POWER 管输出 8 VOUT Boost 升压 5.1V 输出端 2 应用电路图 1

升压 DC-DC, 达到升压目的出于保护目的,DC-DC 电路内建最大开关电流限制和最大占空比限制 Charger 充电使能如果 DCIN 输入电压大于 2.8V 低于 5.

4 图 2 典型应用电路图 3 主要功能介绍 CT6201 集成线性恒流充电器, 可以自动控制充电行为, 最大充电电流为 800mA; 2 颗 LED 驱动做充电状态指示, 指示充电正在进行 ( 红灯 ) 或充电完成 ( 绿灯或蓝灯 ) CT6201 对移动电源充电优先, 在有同时充电和放电的情况下, 内置的芯片温度检测电路可以在芯片温度 110 时, 关闭 DC-DC, 同时开始缓慢降低充电电流, 直至达到平衡或 150 时完全停止充电 CT6201 集成可用于 800mA 电流输出的 Boost 升压 DC-DC, 达到升压目的出于保护目的,DC-DC 电路内建最大开关电流限制和最大占空比限制 Charger 充电使能如果 DCIN 输入电压大于 2.8V 低于 5.5V 并高于电池电压, 线性充电器就被使能, 充电过程开始充电电流充电电流内部设定最大为 800mA, 在设置的最大充电电流范围内随芯片温度自动调节, 超过 110, 电流减小, 直至 150 时完全停止充电在保证耗散功率不超过芯片承受能力的情况下, 最大限度的缩短充电时间充电过程电流电压示意图 ( 假定此时芯片温度小于 110 ): 2

5 1 电池电压低于 3.0V, 进行涓流充电, 充电电流为 0.1 倍的设置充电电流 ; 2 电池电压充到 3.0V 以上时, 进行恒流充电 ; 3 恒流充电至 4.20V 时, 进行恒压充电, 当充电电流减小到 0.1 倍的设置充电电流时, 停止充电 ; 4 当电池电压降到比充电目标电压低 0.15V 时, 再次开始恒流充电图 3 充电过程电流电压示意图 3.1 Boost 芯片内部集成异步整流 Boost 升压电路, 内置 POWER NMOS 开关管和环路补偿电路, 最大输出电流 800mA 随输出负载的变化, 系统工作模式会在 PWM/PSM 之间自动切换, 最大限度地提高轻载时的效率为保证电源系统安全稳定, 该 Boost 还整合了欠压保护 (UVLO) 过温保护(OTP) 输入过流保护 (OCP) 最大占空比限制等电路 3.2 系统管理及状态指示 3

6 表 2 系统状态及指示适配器状态电池状态充电状态 Boost 状态由 UVLO 条件 V DCIN <2.8V >2.8V 不充电确定充电指示 LED 灭充电完成 LED 灭或 V DCIN < <2.8V 不充电停止工作灭灭 V DCIN >2.8V 由 UVLO 条件 <V DCIN 且未饱和充电确定亮灭 V DCIN > 4.2V 充电完成正常工作灭亮 ( 除非特别说明, 否则系统均未进入过温保护状态 ) 4 电性参数 4.1 极限参数表 3 极限参数符号参数描述最小值最大值单位 BAT 电池正极 V PBAT 电池正极 V DCIN 适配器正电压输入端 V RLED 充电 / 低电量指示脚, 接 LED 阳极 V BLED 充电完成 / 半电量指示脚, 接 LED 阳极 V VOUT Boost 升压输出及反馈端 V LX POWER MOS 输出脚 V P D (T A =25 ) 耗散功率 0.54 W T STG 贮藏温度 T j 工作结温 V ESDHBM ESD 电压 ( 人体模型 ) 2000 V 推荐工作条件输入电压 :3.0V to 5.5V 工作结温范围 :-40 to 125 环境温度范围 : -20 to 85 4

7 4.2 正常工作电性参数表 4 整机电性参数 Parameter Test Condition Min Typ Max unit 适配器输入电压 V DCIN (DCIN) 电池电压 (BAT) 待机电流 I STANDBY 红色 LED 灯电流 I RLED 蓝色 LED 灯电流 I BLED No DCIN, No Load, No LED 3.0V, High_Light Red LED 3.0V,Blue LED V V ua 0.5 ma 0.4 ma ( 除非特别说明, 否则 V DCIN =5.0V, =3.7V,T A =+25deg) 5

8 Parameter 适配器输入电压 V DCIN (DCIN) Test Condition 表 5 Charger 电性参数 Min Typ Max unit V 适配器输入过压保护 V OVP (DCIN) 适配器输入欠压锁定 V UV (DCIN) V DCIN Low to High V DCIN High to Low V DCIN Low to High V DCIN High to Low 5.7 V 5.5 V 2.8 V 2.6 V 充饱电压 V FLOAT V 回充电压 V RECH 4.05 V 涓流充电阈值电压 V TRC 正常恒流充电电流 I CHG Low to High High to Low Not In Thermal Limit Mode 3 V 2.9 V 800 ma 涓流充电电流 I TRC <V TRC 80 ma 饱和判断电流阈值 I TERM 80 ma 热限制起始温度 Temp LIM 110 充电电流终止温度 Temp OVER 150 回充判断时间 t RECH 2 ms 饱和判断时间 t TERM 1 ms ( 除非特殊说明, 否则 V DCIN =5.0V,T A =+25deg) 6

9 表 6 Boost 电性参数参数测试条件及说明最小值典型值最大值单位输入电压 V IN 欠压锁定 V UVLO 欠压锁定迟滞 V V IN Falling 2.8 V V IN Rising 300 mv V UVLO_R 输出电压 V OUT 工作频率 F OSC 输出电流 I OUT V MHZ V IN =3.3~4.2V&V OUT =5.1V 800 ma 转换效率 η V IN =3.2~4.2V&V OUT =5.1V&I OUT =800mA 80 % 最大占空比 D MAX 输出纹波 Ripple 85 % V OUT =5.1V&I OUT =800mA mv 过温保护 T OV 过温恢复非充电状态 150 充电状态 110 非充电状态 130 T OVR 充电状态 90 ( 除非特别说明, 否则 =3.7V,T A =+25deg,C IN =10uF,C OUT =10uF) 5 特性曲线和波形 7

10 93% Efficiency vs. I OUT V OUT vs. 92% 91% =4.2V Efficiency(%) 90% 89% 88% 87% 86% =4.0V =3.7V =3.5V =3.2V 85% I OUT (A) V OUT (V) I OUT =0.1A I OUT =0.2A I OUT =0.4A I OUT =0.8A I OUT =0.6A (V) V OUT vs. I OUT I CH vs. Temperature =4.2V 700 V OUT (V) =4.0V 600 =3.7V I CH (ma) =3.5V =3.2V I OUT (A) Temp ( ) 8

11 9

12 6 应用说明 6.1 Charger 正常充电循环当 DCIN 引脚电压升至 V UV 门限电平以上 V OVP 电平以下, 且大于电池电压 200mV 以上时, 一个充电循环开始如果 BAT 引脚电平低于 3.0V, 则充电器进入涓流充电模式在该模式中, 提供约 80mA 的充电电流, 以便将电池电压提升至一个安全值, 从而实现满电流充电当 BAT 引脚电压升至 3.0V 以上时, 充电器进入恒流大电流充电模式, 此时向电池提供约 800mA 的充电电流 ( 未进入热限制模式 ) 当 BAT 引脚电压达到最终浮充电压 (4.2V) 时, 进入恒定电压模式, 且充电电流开始减小当充电电流降至 80mA 左右, 充电循环结束 10

13 充电终止在达到最终浮充电压充电电流降至 80mA 左右时, 充电循环被终止判断方法是通过一个带数字滤波电路的比较器对内部电流采样电阻上的电压进行检测, 当采样电阻上电压降至 0.1V 以下, 且时间超过 t TERM ( 典型值 1ms) 时, 充电被终止, 进入待机模式 ( 注 : 充电终止判断在涓流充电和热限制模式中失效 ) 自动回充在待机模式中, 对 BAT 引脚电压进行连续监控如果该引脚电压降到 4..05V 的回充电压 ( V RECH ) 以下, 且时间超过 t RECH ( 典型值 2ms) 时, 则另一个充电循环开始并再次向电池提供电流如果在待机模式中需要手动重启充电循环, 必须取消然后再施加输入电压 V DCIN 欠压锁定过压保护内部欠压锁定过压保护电路对输入电压进行监控, 并在 VDCIN 升至 VUV 以上之前或 VDCIN 超过 VOVP 之后, 使充电器保持在电源异常模式内部电路比较电源电压与电池电压, 如果 VDCIN 小于 VBAT, 那么充电器也将保持在电源异常模式热限制充电电流在设置的最大充电电流范围内自动随芯片温度调节 ( 超过 110, 电流减小, 直至 150 时完全停止充电 ) 在保证耗散功率不超过芯片承受能力的情况下, 最大限度的缩短充电时间充电电流软启动当一个充电循环被启动时, 充电电流将在约 250μs 左右的时间里从 0 上升至满幅全标度值在启动过程中, 这能够起到减小电源上瞬变电流的作用 6.2 Boost 输出电压设定 11

14 输出电压通过芯片内部设定为 5.1V, 输出精度 ±3% 软启动内置软启动电路, 在电源上电初期使得基准电压逐渐上升而实现软启动, 避免启动时输出电压过冲和电感电流过大输入过流保护内置了过电流保护电路, 以防系统出现意外损坏系统会检测流过内置 POWER MOS 的电流, 当电流超过过流点时会触发 OCP 保护,POWER MOS 被强制关断直至下一个开关周期到来过温保护芯片充电 / 不充电时, 芯片温度超过 110/150,Boost 关闭, 直到温度下降到 90/130 以下,Boost 才重新打开电感设定在给定输入电压 (VIN) 和输出电压 (VOUT), 时钟频率一定的情况下, 电流纹波 ( I) 随电感的值增大而减小 VIN VIN I L (1 ) f L V 其中 f 为时钟频率电感值较大的电感可以减小电流纹波, 减小输出纹波同时减小输出电容 ESR 的交流损耗, 但是要求较大的电感体积在选定最大电流纹波 ( I(MAX)) 的情况下, 注意到最大的电流纹波 ( I(MAX)) 对应最低输入电压 (VIN(MIN)), 为了保证最大的电流纹波满足设定的需求, 可以根据下面的方程来设定电感值 : OUT V V L f I V IN ( MIN ) IN ( MIN ) ( ) (1 ) L( MAX) OUT 需要保证所选用的电感额定电流大于电感峰值电流, 以免电感出现饱和电容设定 12

15 输入电容 (CIN), 用来过滤输入电源噪声, 限制由于开关管导通所引起的输入电压纹波推荐使用具有较小 ESR 和较小封装尺寸的陶瓷电容, 另外钽电容和低 ESR 的电解电容也能起到相同的作用推荐使用容值大于或等于 10μF 的电容作为输入电容, 或者一只大容值电容并联一个 0.1μF 的电容作为输入电容, 所有的电容均要求尽量靠近 IC 输出电容 (COUT) 选定取决于输出电压纹波和瞬态响应输出电压纹波由纹波电流决定, 受两个因素的影响, 一是输出电容容值, 一是等效串联电阻 (ESR), 输出纹波可以用下式计算 : VIN (1 ) IOUT V I R V VOUT C f V OUT OUT ESR OUT OUT VOUT 为输出电压纹波,RESR 为电容等效串联电阻在输入电压达到最小时, 电流纹波达到最大, 这时有最大的输出电压纹波, 为了满足输出电压纹波以及低 ESR 的要求, 可以在输出端并联低 ESR 的陶瓷电容同时需要注意选取的输出电容要满足额定电压和额定有效电流的要求实际当中推荐输出端使用 ESR 较小的 10μF 的陶瓷电容 IN 二极管选择二极管在功率 NMOS 管关断以后实现续流功能, 为了减小由于正向导通带来的功率损耗, 同时加快恢复时间, 推荐使用肖特基二极管注意二极管的反向电压要高于输出电压, 二极管的额定电流必须大于系统的最大输出电流, 二极管的峰值电流必须大于电感的峰值电流 6.3 PCB 布线规则遵循以下 PCB 布线规则有利于优化系统性能输入电容 C IN 尽量靠近电源输入端引脚, 有利于减小输入电压纹波电感 L1, 二极管 D1 之间存在高频振荡, 必须相互靠近并且尽量减小布线面积 ; 其它敏感的器件必须远离电感以减小耦合效应过孔会引起路径的高阻抗, 如果设计中大电流需要通过过孔, 建议使用多个过孔以 13

减小阻抗过大电流的路径走线尽量粗短 7 封装尺寸最小 (mm) 最大 (mm) 最小 (mm) 最大 (mm) A 4.8 5 C3 0.

345 TYP. D1 0.4 0.6 B 3.8 4 R1 0.20 TYP. B1 5.8 6.2 R2 0.20 TYP. B2 5.

16 减小阻抗过大电流的路径走线尽量粗短 7 封装尺寸最小 (mm) 最大 (mm) 最小 (mm) 最大 (mm) A C A C TYP. A TYP. D 1.05 TYP. A TYP. D B R TYP. B R TYP. B TYP. θ1 17 TYP. C θ2 13 TYP. C θ3 0-8 C θ

17 产品声明本资料内容, 随着产品的升级改进, 会有未经预告之更改本资料内容未经本公司许可, 禁止以任何目的进行复制或转载参考应用电路为产品代表性的应用说明, 不保证批量生产的设计本公司一向致力于提高产品的质量和可靠性, 但是半导体产品有可能按照某种概率发生故障或工作异常因此, 为避免因故障或工作异常引发人身事故火灾事故社会性损害等事故, 应用时请充分考虑产品应用的降额设计热设计防静电设计冗余设计火势蔓延对策设计防止错误动作设计等安全防护设计 15

XX项目总结

XX项目总结 CT6551 产品说明书 CT6551 产品说明书产品概述 CT6551 是一款集成线性大电流充电及大电流 BOOST 同步整流升压的移动电源管理芯片, 针对大容量单芯或多芯并联锂电池 ( 锂离子或锂聚合物 ) 的移动电源应用, 提供简单易用的解决方案 CT6551 内部集成了一路大电流 ( 最大电流 1A) 线性充电器, 一路用于 2.0A 电流输出的同步整流 Boost 升压电路, 内置 POWER