最大输出 18W, 集成 Type-C PD 输出和各种快充输出协议 (DCP/QC2.0/QC3.0/FCP/AFC / USB PD) 的 SOC IC 1 特性 同步开关降压转换器 内置功率 MOS 输入工作电压范围 :4.5V 到 32V 输出电压范围 :3V 到 12V, 根据快充协议自动调整 输出功率 : 最大 18W(5V@3.1A,7V@2.4A, 9V@2A,12V@1.5A) 输出电压有线补功能,100mv/A 输出具有 CV/CC 特性 ( 输出电流小于设定值, 输出 CV 模式 ; 输出电流大于设定值, 输出 CC 模式 ) 转换效率最高达 97% 软启动功能 支持 Type-C 输出接口和 USB PD 协议 支持 5V 9V 12V PD 输出协议 输出快充 支持 BC1.2 Apple 三星协议 支持 QC2.0 QC3.0 快充协议 支持华为快充协议 FCP 支持三星快充协议 AFC 多重保护 高可靠性 输入过压 输入欠压 输出短路 输出过流保护 整机过温保护 ESD 4KV, 直流耐压 48V 2 应用 车载充电器 快充适配器 智能排插 3 简介 IP6510 是一款集成同步开关的降压转换器 支持 9 种输出快充协议 支持 Type-C 输出和 USB PD 协议, 为车载充电器 快充适配器 智能排插提供完整的解决方案 IP6510 内置功率 MOS, 输入电压范围是 4.5V 到 32V, 输出电压范围是 3V 到 12V, 能提供最大 18W 的输出功率, 能够根据识别到的快充协议自动调整输出电压和电流, 典型输出电压和电流有 : 5V@3.1A,7V@2.4A,9V@2A,12V@1.5A IP6510 的降压转换效率高至 97% IP6510 的输出具有 CV/CC 特性, 当输出电流小于设定值, 输出 CV 模式, 输出电压恒定 ; 当输出电流大于设定值, 输出 CC 模式, 输出电压降低 IP6510 的输出电压带有线补功能, 输出电流增大后会相应提高输出电压, 用以补偿连接线阻抗引起的电压下降 IP6510 具有软启动功能, 可以防止启动时的冲击电流影响输入电源的稳定 IP6510 支持 Type-C 接口输出, 集成各种快充协议, 可以通过 CC1/ 或 / 来自动识别输出端接入设备所支持的快充协议, 然后自动调整输出电压和电流 IP6510 支持的快充协议有 :DCP( 苹果 三星和 BC1.2) 高通 QC2.0/QC3.0 华为快充协议 FCP, 三星快充协议 AFC,IP6510 支持 USB PD 输出协议 IP6510 有多种保护功能, 具有输入过压 欠压保护, 输出过流 过压 欠压 短路保护等功能 IP6510 采用 ESOP8 封装
CC1 R2 3.3 K 22uH L1 C5 C4 10uF 220uF R1 2R C6 1nF SW 3 C3 0.1uF BST 4 CC1 7 IP6510 ESOP8 1 VIN 2 6 C2 22uF C1 100uF VIN 车车 4.5-32V L2 TYPEC 车车 8 5 车车 图 1 IP6510 简化应用原理图 4 引脚定义 1 8 VIN 2 7 CC1 LX 3 IP6510 ESOP8 6 BST 4 5 图 2 IP6510 引脚图 序号 名称 描述 1 输出电压反馈引脚 2 VIN 输入电压引脚, 靠近 IC 需要放置滤波电容, 推荐 22uF 3 SW DCDC 开关节点, 连接电感 4 BST 自举电路引脚, 紧靠芯片 BST 引脚和 LX 引脚放置自举电容, 为上管栅极驱动提供电压 5 USB 快充识别信号 6 USB 快充识别信号 7 CC1 Type-C 检测引脚 CC1 8 Type-C 检测引脚 9(EPAD) GND 功率地和散热地, 需要保持与 GND 良好接触
6 极限参数 参数 符号 值 单位 输入电压范围 V IN -0.3 ~ 48 V LX 电压范围 V LX -0.3 ~ VIN+0.3 V //CC1/ 电压范围 V //CC1/ -0.3 ~ 6 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 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 4.5 12/24/28 32 V * 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=22uH,VIN=12v,Vout=5v 参数符号测试条件 最小 值 典型 值 最大 值 单位 输入系统 输入电压 V IN 4.5 12 32 V 输入欠压阈值 输入过压阈值 V IN-UV V IN-OV 上升电压 4.5 V 下降电压 4 V 上升电压 34 V 下降电压 32 V 输入静态电流 I Q VIN=12V,=5V@0A 2 ma 待机电流 I standby VIN=10V 230 ua 功率开关系统上管导通电阻 R DS(ON) 50 mω
下管导通电阻 R DS(ON) 40 mω 开关频率 F S 220 KHz 输出系统输出电压 V OUT 3 5 12 V VIN=12V,=5V@3A 120 mv 输出电压纹波 ΔV OUT VIN=12V,=9V@2A 120 mv VIN=24V,=12V@1.5A 120 mv 软启动时间 T SS VIN=12V,=5V 10 ms 输出线补电压 V COMP VIN=12V,=5V,IOUT=1A 100 mv VIN=12V,<=4V 3.1 A 输出 CC 模式最大电 流 I OUT VIN=12V,4V<<=5V 3.1 A VIN=12V,5V<<=7V 2.5 A VIN=12V,7V<<=9V 2 A VIN=24V,9V<<=12V 1.5 A 输出打嗝重启电压 V OUT 输出进入 CC 模式后, 输出打嗝重启电压 2.7 V 热关断温度 T OTP 上升温度 140 热关断温度迟滞 ΔT OTP 40 9 功能描述 同步开关降压转换器 IP6510 集成一个同步开关降压转换器 输入电压范围是 4.5V~32V, 输出电压范围是 3V~12V, 最大输出电流 3.1A IP6510 内置有功率开关管, 工作时的开关频率是 220KHz 在 VIN=12V, =5V@3 A 时, 转换效率 92.5% IP6510 具有软启动功能, 防止在启动时的冲击电流过大引起故障 软启动时间是 10ms
图 3 IP6510 效率曲线 图 4 IP6510 Vout-Iout 曲线 输出电压线补功能 IP6510 的输出电压有线补功能 : 输出电流每增大 1A, 输出电压就会提高约 100mV 输出 CC/CV 特性 IP6510 的输出具有 CV/CC 特性 : 当输出电流小于设定值, 输出 CV 模式, 输出电压恒定 ; 当输出电流 大于设定限流值时, 输出 CC 模式, 输出电压逐渐降低 ; 当输出电压低于 2.7v 时, 输出关断, 间隔 2s 后打 嗝重启 保护功能 IP6510 会检测 VIN 电压, 如果 VIN 电压低于 4.5v,IP6510 进入 standby, 关断输出 IP6510 具有输入过压保护功能 : 当 VIN 上升超过 34V,IP6510 检测到输入过压, 关断输出 ; 当 VIN 再次下降到 32V,IP6510 才认为输入正常, 打开输出 IP6510 具有输出欠压保护功能 : 当 输出降低到 2.7V,IP6510 检测到输出欠压, 关闭输出, 过 2s 后打嗝重启
IP6510 具有短路保护功能, 启动 4ms 后, 电压如低于 2.7V, 则 IP6510 认为输出有短路, 关闭输出 IP6510 具有过温保护功能 : 当 IP6510 检测到芯片温度达到 140, 会关闭输出 ; 当温度下降到 100, IP6510 才认为温度恢复正常, 重新打开输出 ; 输出快充协议 IP6510 可以根据识别到的快充协议, 自动调整输出电压 IP6510 支持多种输出快充协议 : 支持苹果 三星和 BC1.2 协议 支持高通 QC2.0 和 QC3.0 支持华为快充协议 FCP 支持三星快充协议 AFC Type-C 接口和 USB PD 协议 IP6510 支持 Type-C 输出和 USB PD 协议,USB PD 协议对外输出可以支持 :5V/2.4A 9V/2A 12V/1.5A IP6510 的 Type-C 可以通过 / 和 CC1/ 支持多种快充协议 当 IP6510 的 Type-C 输出 5V 时, 可以接收其他快充协议, 并按新接收的快充协议改变电压电流 当 IP6510 的 Type-C 不是输出 5V 时, 屏蔽其他快充协议 10 典型应用原理图 IP6510 外围只需要电感 电容 电阻, 即可实现完整功能的车充方案 TYPEC 输出 CC1 R2 3.3K 22uH L1 C5 C4 10uF 220uF R1 2R C6 1nF SW C3 0.1uF BST CC1 3 4 7 IP6510 ESOP8 1 2 6 VIN 如果过 EMI,C2=22uF 如果不过 EMI,C2=1uF C2 C1 22uF 100uF VIN 输入 4.5-32V L2 8 5 C1 可选固态电容, 以提高效率, R3 D1 3.3K 指示灯, 根据需要添加 车充 图 5 TYPEC 口 PD 快充输出应用原理图
11 BOM 表 序号 元件名称 型号 & 规格 单位 用量 位置 备注 1 IC IP6510 PCS 1 U1 2 贴片电阻 0603 2R 5% PCS 1 R1 4 贴片电阻 0603 3.3K 5% PCS 1 R2 R3 R3 调节指示灯亮度 5 贴片 LED 0603 PCS 1 D1 6 贴片电容 0603 1nF 50v 10% PCS 1 C6 7 贴片电容 0603 0.1UF 10% PCS 1 C3 耐压值大于 50V 8 贴片电容 0805 10UF 10% PCS 1 C5 耐压值大于 16V 耐压值大于 25V, 建议使用 9 贴片电容 0805 22UF 10% PCS 2 C2 贴片陶瓷电容,layout 时需 要靠近 IC PIN 放置 ; 如果不 需要过 EMI, 可以用 1uF. 耐压值大于 50V 9 电解电容 100uF/50v PCS 1 C1 为提高效率可选固态电 容, 若为固态电容建议并 一个 TVS 10 电解电容 220uF/25v PCS 1 C4 耐压值大于 25V 11 TC-220M-4.5 A-CS137125 22uH+/-20%, 电流 4.5A DCR<12mohm PCS 1 L1 3L Electronic 12 保险丝 L2 PCS 1 L2 电流值 4A 电感推荐型号 : TC-220M-4.5A-CS137125 3L product No. 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. TC-220M-4.5A-CS137 125 22.0 ±20% 12 14 4.5 8
12 封装信息 SYMBOL MILLIMETER MIN NOM MAX A -- -- 1.65 A1 0.05 -- 0.15 A2 1.30 1.40 1.50 A3 0.60 0.65 0.70 b 0.39 -- 0.48 b1 0.38 0.41 0.43 c 0.21 -- 0.25 c1 0.19 0.20 0.21 D 4.70 4.90 5.10 E 5.80 6.00 6.20 E1 3.70 3.90 4.10 e 1.27BSC L 0.50 0.60 0.80 L1 1.05BSC θ 0 -- 8º D1 -- 2.09 -- E2 -- 2.09 --