3A充电2.4A放电高集成度移动电源SOC

最大输出 18W, 集成快充输出协议 (DCP/QC2.0/QC3.0/FCP/AFC) 的 SOC 1 特性 同步开关降压转换器 内置功率 MOS 输入电压范围 :9.6V 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@3.4A,9V@2A, 12V@1.5A 等 ) 输出电压有线补功能 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 98% 软启动功能 输出快充 支持 BC1.2 Apple 三星协议 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 多重保护 高可靠性 输出过流 输入过压 输入欠压 输出短路保护 整机过温保护 DP/DM 过压保护 ESD 4KV, 输入直流耐压 40V, DP/DM 耐压可达到 30V 2 应用 车载充电器 快充适配器 智能排插 3 简介 是一款集成同步开关的降压转换器 支持 4 种输出快充协议, 为车载充电器 快充适配器 智能排插提供完整的解决方案 内置功率 MOS, 输入电压范围是 9.6V 到 32V, 输出电压范围是 3V 到 12V, 最大能提供 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@ 3.4A, 9V@2.0A,12V@1.5A 的降压转换效率高至 98% 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 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 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 集成快充协议, 可以通过 DP/DM 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 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 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 采用 ESOP8 封装 V 1 / 12

GND 1 8 VOUT VIN 输入 4.5-32V VOUT DM DP C5 C4 L1 R3 C6 C3 SW BST HLED/EN 2 7 3 6 4 5 VIN DP DM C2 C1 L2 ESOP8 车充 图 1 简化应用原理图 4 引脚定义 GND 1 8 VOUT SW 2 7 VIN BST 3 ESOP8 6 DP HLED/EN 4 5 DM 图 2 引脚图 序号 名称 描述 1 GND 功率地 2 SW DCDC 开关节点, 连接电感 3 BST 自举电路引脚, 紧靠芯片 BST 引脚和 SW 引脚放置自举电容, 为上管栅极驱动提供电压 4 HLED/EN 快充 LED 显示脚 / 外部使能 5 DM USB 快充识别信号 DM 6 DP USB 快充识别信号 DP 7 VIN 输入电压引脚, 靠近 IC 需要放置滤波瓷片电容, 推荐 100nF 8 VOUT 输出电压反馈引脚 9(EPAD) GND 功率地和散热地, 需要保持与 GND 良好接触 V1.0 2 / 12

5. IP 系列车充 IC 型号选择表 支持的协议 封装 IC 型号 放电电流 DCP QC2.0 QC3.0 FCP SCP AFC MTK PE+ 1.1/2.0 SFCP PD 规格兼容 IP6502 2.4A - - - - - - - - SOP8 IP6503 3.1A - - - - - - - - ESOP8 IP6503_2A4 2.4A - - - - - - - - ESOP8 PIN2PIN IP6503S 3.1A - - - - - - - - ESOP8 IP6503S_2A4 2.4A - - - - - - - - ESOP8 PIN2PIN IP6505 24W ESOP8 18W - - - - ESOP8 IP6505T 24W ESOP8 PIN2PIN IP6510 18W - - - ESOP8 IP6518C 36W QFN24 IP6518 45W QFN24 PIN2PIN 选型说明 : Pin4 默认配置为 HLED 功能, 如需 EN 功能需定制 6 极限参数 参数 符号 值 单位 输入电压范围 V IN -0.3 ~ 40 V SW 电压范围 V SW -0.3 ~ 40 V DM/DP 电压范围 V DM/DP -0.3 ~ 30 V VOUT 电压范围 V VSP/VSN -0.3 ~ 30 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 V1.0 3 / 12

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 9.6 12/24 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,C OUT : 220uF E-cap(About 100mΩ ESR), 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 9.6 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 9.6 V 下降电压 9.1 V 上升电压 31 32 V 恢复迟滞电压 0.2 V 输入静态电流 I Q VIN=12V,VOUT=5V@0A 1.5 ma 功率开关系统上管导通电阻 R DS(ON) 40 mω 下管导通电阻 R DS(ON) 35 mω 开关频率 F SW 150 KHz 输出系统 输出电压 V OUT 3 5 12 V VIN=12V,VOUT=5V@3A 135 mv 输出电压纹波 ΔV OUT VIN=12V,VOUT=9V@2A 75 mv VIN=24V,VOUT=12V@1.5A 180 mv 备注 : 按照 Demo 板参考设计下的测试典型值 软启动时间 T SS VIN=12V,VOUT=5V 450 us 输出线补电压 V COMP VIN=12V,VOUT=5V,IOUT=2A 150 mv 输出 CC 模式 最大电流 I OUT VIN=12V,VOUT<=4V 3.4 A VIN=12V,4V<VOUT<=5V 3.4 A VIN=12V,7V<VOUT<=9V 2 A V1.0 4 / 12

VIN=24V,9V<VOUT<=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 2.5 V 热关断温度 T OTP 上升温度 155 热关断温度迟 滞 ΔT OTP 40 9 功能描述 同步开关降压转换器 集成一个同步开关降压转换器 输入电压范围是 9.6V~32V, 输出电压范围是 3V~12V, 最大输出电流 3.4A 内置有功率开关管, 工作时的开关频率是 150KHz 在 VIN=12V, VOUT=5V@3A 时, 转换效率 95.5% 效率曲线如图 3 所示 图 4 为 输出电压和负载电流关系曲线图 可以根据识别到的快充协议, 自动调整输出电压 图 3 效率曲线图 V1.0 5 / 12

(a)vout=5v (b)vout=9v V1.0 6 / 12

(c)vout=12v 图 4 输出电压和电流关系曲线 输出电压线补功能 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 100mV 外部使能功能 PIN-4 可以定制为外部使能功能, 作为 EN PIN 使用 外部拉低时可以关闭 DCDC 的输出 作为 EN 使能时, 此 PIN 不能直接接高压的 VIN, 否则会导致此 PIN 过压击穿 快充 LED 显示功能 PIN-4 可以定制为快充 LED 显示功能, 作为 HLED 使用, 外部接发光二极管即可使用, 在快充请求电压 非 5.0V 时会亮灯显示, 即申请电压高于或低于 5.0V 时会亮灯 V1.0 7 / 12

输出 CC/CV 特性 的输出具有 CV/CC 特性 : 当输出电流小于设定值, 输出 CV 模式 ; 当输出电流大于设定值, 输 出 CC 模式 保护功能 会检测 VIN 电压, 如果 VIN 电压低于 9.1v, 进入 standby, 关断输出 具有输入过压保护功能 : 当 VIN 上升达到 32V, 检测到输入过压, 关断输出 ; 当 VIN 降低大约 0.2V 时, 才认为输入正常, 打开输出 具有输出欠压保护功能 : 当 VOUT 输出降低到 2.5V, 检测到输出欠压, 关闭输出, 过 2s 后打嗝重启 具有短路保护功能, 启动 8ms 后,VOUT 电压如低于 2.5V, 则 认为输出有短路, 关闭输出, 过 2s 后打嗝重启 具有过温保护功能 : 当 检测到芯片温度达到 155, 会关闭输出, 过 2s 后打嗝重启 ; 当温度下降到 125, 才认为温度恢复正常, 重新打开输出 输出快充协议 支持多种输出快充协议 : 支持 DCP 协议 ( 苹果 三星和 BC1.2) 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 V1.0 8 / 12

10 典型应用原理图 外围只需要电感 电容 电阻, 即可实现完整功能的车充方案 VOUT DM C5 DP 100nF C4 22uH L1 R1 220uF C6 1nF 2R GND SW 0.1uF C3 BST HLED D1 1 8 2 7 3 6 4 5 VOUT VIN DP DM 100nF C2 C1 100uF C1 为固态电容, 可以提高效率 VIN 输入 4.5-32V L2 有 EMI 需求, 加上 R1 和 C6 ESOP8 车充 图 5 输出应用原理图 V1.0 9 / 12

11 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 电解电容 100uF/35V PCS 1 C1 耐压值大于 35V. 使用固态电容可以提高效率. 3 电解电容 220uF/25V PCS 1 C4 耐压值大于 25V TC-220M-4.5A 22uH+/-20%, 电流 4.5A 4 PCS 1 L1 3L Electronic -CS137125 DCR<12mohm 耐压值大于 35V,layout 时需 5 贴片电容 0603 100nF 10% PCS 1 C2 要靠近 IC PIN 放置 6 贴片电容 0603 100nF 10% PCS 1 C3 C5 耐压值大于 16V 7 贴片电阻 0603 2ohm 5% PCS 1 R1 8 贴片电容 0603 1nF 10% PCS 1 C6 预留位置, 减小 SW 的振铃, 改善 EMI 预留位置, 耐压值大于 50V, 减小 SW 的振铃, 改善 EMI 9 保险丝 F1 PCS 1 F1 电流值 4A 10 贴片 LED 0603 PCS 1 D1 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-CS1371 25 22.0 ±20% 12 14 4.5 8 V1.0 10 / 12

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 -- V1.0 11 / 12

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