概述 应用 是一款适用于手持多媒体设备的集成电源管理器件, 内部集成了 1 个锂离子电池充电器,1 个 DC-DC 降压转换器,2 个低压差线性稳压器,1 个充电开关和 1 个供电电压检测电路 锂离子电池充电器是一款高精度线形充电器, 仅需最少的外部元器件就可以组成一个完整的电池充电系统, 并可用于 USB 供电的电源系统中 它集成了功率管, 反向漏电保护电路, 充电电流可由外部电阻设置, 且最大充电电流可达 800mA 它采用绢流, 恒流, 恒压方式进行充电, 并采用热调节电路代替热关断电路, 这样可以最大可能的加快充电速率 降压转换器是一款采用固定工作频率, 电流模式, 高效率的同步整流降压型直流 - 直流转换器, 输出电压外部可调 工作电流仅为 50uA, 最大占空比可达 100% 轻负载下自动进入突动工作模式, 提高了轻负载下的效率, 延长了电池的使用寿命 内部 1.5MHz 的工作频率, 这样可以选用小体积电感和电容, 节省空间 内部两个 LDO, 均是一款为需要高性能和小空间的手持及无线应用系统而设计的低压差线性稳压器, 输出端采用小尺寸的陶瓷电容, 极大的节省了印刷电路板的尺寸 它们具有 1kHz 60dB 高电源波动抑制比, 低静态工作电流和快速响应的特点, 并可提供达 200mA 的电流 典型应用电路图 USB AC_DC CHGIN CHG_ PROG 1K To Battery To Battery PVDD 1k 10uF sw_pwr 100k 10k USB_IN AC_IN PLAY_ON PWR_ HOLD up_ RESET Enable Control Charger Buck DC-DC REF MP3/4 及便携式媒体播放器 PDAs GSM/CDMA 移动电话 手持媒体设备 特点 集成供电开关以切换 USB/AC Adapter 供电和锂离子电池供电 低的静态电流 : 150uA 静态电流 ( 包括 DC-DC 降压转换器和 2 个空载条件 LDO) 集成 1 个锂离子充电器 自动热调节 充电电流最大可达 800mA 充电电流外部可调 集成 1 个 DC-DC 降压转换器 输出外部可调, 最大 600mA 输出电流 1.5M Hz 固定开关频率 过流及过温保护 集成 2 个 LDO LDO1: 3.0V 输出, 最大 200mA 输出电流 LDO2: 2.5/2.8/3.0/3.3V 输出可选, 最大 200mA 输出电流 PSRR: 60dB@1k Hz 过流及过温保护 QFN20(4X4) 封装 UVLO BAT CHG_ STAT LX LED 2.2uH 300k BUCKFB PGND BAT_LOW 330 300k core: 1. 2V 600mA 22pF CHGIN 4.7uF To Battery AVDD 10uF LDO1 LDOOUT1 1uF 3.0 V 200mA LDO2 LDOOUT2 1uF LDO2_SET0 LDO2_SET1 2.5/2.8/3.0/3.3V 200mA 100k To Battery 100k AGND 华润矽威科技 ( 上海 ) 有限公司 WWW.CRPOWTECH.COM 第 1 页 _DSB 版本 CH0.2
封装及引脚排列 20 19 18 17 16 LDO2_SET0 1 15 CHG_STAT LDO2_SET1 2 14 CHGIN AGND 3 13 AC_IN PLAY_ON 4 12 USB_IN PWR_HOLD 5 11 PGND 6 7 8 9 10 QFN20(4X4) 顶视图 引脚说明 引脚序号 符号 说明 1 LDO2_SET0 LDO2 输出电压设置,LSB 2 LDO2_SET1 LDO2 输出电压设置,MSB 3 AGND 模拟地 4 PLAY_ON 系统使能端 通过一个串联电阻, 连接一个按钮至 BAT, 并通过一个电阻连接至 AGND 5 PWR_HOLD CPU 反馈的启动锁定信号输入端 6 BUCKFB DC-DC 降压转换器输出电压反馈端 7 BAT_LOW 电池电压低于 3.3V 输出端 8 up_reset CPU RESET 信号输出端 9 PVDD DC-DC 降压转换器电源端 10 LX DC-DC 降压转换器开关节点, 通过一个 2.2uH 的电感连接至 BUCK 输出端 11 PGND 功率地 12 USB_IN USB 充电电源输入端 13 AC_IN 接入 Adapter 指示端, 自动增大 AC 充电下充电电流 14 CHGIN AC 充电电源输入端 15 CHG_STAT 充电状态指示输出端,Open-drain 输出 16 BAT 电池输入端 17 LDOOUT1 LDO1 输出端 18 CHG_PROG 充电电流调节端 连接一个电阻至 AGND, 用于调整充电电流 19 AVDD 模拟电源 20 LDOOUT2 LDO2 输出端 华润矽威科技 ( 上海 ) 有限公司 WWW.CRPOWTECH.COM 第 2 页 _DSB 版本 CH0.2
最大极限值 ( 标注 1) 符号项目极限值单位 V IN 输入电源电压,USB_IN,CHGIN,AVDD,PVDD 0.3 ~ 6 V 输入输出信号电压,PLAY_ON,PWR_HOLD, V IO up_reset,bat_low,ldo2_set0, LDO2_SET1,BUCKFB,LDO1OUT, LDO2OUT,CHG_PROG,CHG_STAT,LX, AC_IN 0.3 ~ V IN V T J 最大结温 125 C T STG 存储温度范围 65 ~ 150 C T SOLDER 焊接温度 260(10 秒 ) C 推荐工作范围 ( 标注 2) 电气特性参数 符号项目参数值单位 V IN 输入电源电压,USB_IN,CHGIN,AVDD, PVDD 2.5 ~ 5.5 V T OPER 使用温度范围 40 ~ 85 C θ JA 封装热阻 50 C/W (V B =3.6V,T A =25, 除非另外指定 ) 符号参数条件最小典型最大单位 I Q 静态工作电流 CHGIN/USB_IN 浮空, BUCK/LDO1/LDO2 均空载 120 μa I SHDN 关断状态电流 CHGIN/USB_IN 浮空, PLAY_ON=AGND, PWR_HOLD=AGND 1 2 μa V IL V IH PLAY_ON, PWR_HOLD 最高低电平输入 PLAY_ON, PWR_HOLD 最低高电平输入 AVDD = 3.0 to 5.5V 0.4 V AVDD = 3.0 to 5.5V 1.4 V R CHG(ON) 充电开关导通电阻 0.6 Ω V LBAT 电池电压过低阈值 3.135 3.3 3.465 V T LBAT 电池电压过低报警滤波时间 1 ms V LBATHYS 电池电压过低迟滞电压 100 mv TSD 热保护温度 160 C 热保护迟滞 20 C 华润矽威科技 ( 上海 ) 有限公司 WWW.CRPOWTECH.COM 第 3 页 _DSB 版本 CH0.2
电气特性参数 ( 继续 ) 充电器特性 符号 参数 条件 最小 典型 最大 单位 V CHG 充电输入电压范围 4.25 5.5 V V BAT_REG 调整输出电压 I CH_CC = 50mA 4.179 4.2 4.221 V R PROG =5K, USB 充电模式 90 100 110 ma I CH_CC R PROG =5K, Adapter 充电模式 144 160 176 ma 恒流模式充电电流 R PROG =1K, USB 充电模式 475 500 525 ma R PROG =1K, Adapter 充电模式 720 800 880 ma I TRIKL 绢流充电电流 V BAT < V TRIKL, I CH_CC /10 ma V TRIKL 绢流充电阈值电压 V BAT 从低升高 2.75 2.9 3.05 V V TRHYS 绢流充电阈值迟滞电压 80 mv V UV 欠压保护阈值电压 V CHG 从低升高 3.65 3.8 3.95 V V UVHYS 欠压保护阈值迟滞电压 200 mv I TERM 充电结束电流 I CH_CC /10 ma V PROG CHG_PROG 管脚电压 恒流充电模式 1.0 V I STAT CHG_STAT 管脚弱下拉电流 V STAT = 5V 20 μa V STAT CHG_STAT 管脚输出低电压 I STAT = 5mA 0.35 V ΔV RECHG 重新充电迟滞电压 V BAT_REG - V CHG 150 mv T LIM 恒温工作模式下结温 135 R ON 功率管导通电阻 600 mω T RECHG 重新充电比较器滤波时间 V BAT 高到低 2 ms T TERM 充电结束比较器滤波时间 I CH 降到 I TERM /10 1 ms I PROG CHG_PROG 管脚上拉电流 3 μa 直流 - 直流降压转换器特性 符号 参数 条件 最小 典型 最大 单位 V FB 反馈电压精度 0.588 0.600 0.612 V V OUT 线性调整率 PVDD = 3.5V to 5.5V 0.04 0.4 %/V I LIMIT 电感电流限流 1 A V LOADREG 负载调整率 0.5 % F OSC 振荡器频率 1.2 1.5 1.8 MHz R PFET P-Channel FET 导通电阻 I LX = 100mA 0.4 0.5 Ω R NFET N-Channel FET 导通电阻 I LX = 100mA 0.35 0.45 Ω I LX LX 端漏电 V LX = 0V or 5V, PVDD = 5V ±0.01 ±1 µa 华润矽威科技 ( 上海 ) 有限公司 WWW.CRPOWTECH.COM 第 4 页 _DSB 版本 CH0.2
电气特性参数 ( 继续 ) 线性稳压器特性 符号参数条件最小典型最大单位 V LDO1 输出电压 1 2.94 3.0 3.06 V LDO2_SET0=Low, LDO2_SET1=Low 2.45 2.5 2.55 V LDO2 输出电压 2 LDO2_SET0=High, LDO2_SET1=Low LDO2_SET0=Low, LDO2_SET1=High 2.744 2.8 2.856 2.94 3.0 3.06 V LDO2_SET0=High, LDO2_SET1=High 3.234 3.3 3.366 电源电压调制误差 AVDD=(V LDO(nom) + 0.5V) to 5.5V 0.01 0.1 0.5 %/V 负载电流调制误差 I LDO_OUT = 1mA to 150 ma 15 50 mv I OUTMAX 最大输出电流输出电压下降 2% 300 ma PSRR 电源电压波动抑制比 AVDD = V LDO(nom) +1.0V f = 1k Hz f = 10k Hz I OUT = 50mA I OUT = 150mA I OUT = 50mA I OUT = 150mA 60 60 60 60 db V DIFF 压差 I LDO_OUT = 50mA 50 90 mv I LDO_OUT = 100mA 100 180 mv I SC 输出短路保护输出接地 500 ma ΔV LDO_OUT / V OUT 输出电压温度系数工作温度 :-40 to 125 C 100 ppm/ C 标注 : 1. 如果工作条件超过最大极限值, 芯片有可能损坏 2. 如果器件工作在推荐工作范围之外, 不保证能满足所有参数指标 华润矽威科技 ( 上海 ) 有限公司 WWW.CRPOWTECH.COM 第 5 页 _DSB 版本 CH0.2
电路模块图 功能描述 开机描述 : up_reset 为 CPU Reset 信号 PWR_HOLD 为 CPU 输出信号, 将 PMU 锁定在正常工作状态 PLAY_ON 接外部启动按钮 当用户长按启动按钮, PLAY_ON 保持一段时间高电平, 其间 PMU 启动 首先 BUCK 启动, 延时 20ms 后 LDO 启动 启动过程中 up_reset 保持低电平,PMU 启动完毕后,uP_RESET 仍保持 100ms 左右低电平, 完成 CPU 的上电清零 ; 其后 up_reset 一直保持在高电平状态 CPU 清零完成后, 必须马上拉高 PWR_HOLD, 将 PMU 锁定在工作状态 因此启动按钮必须长按 120ms 以上 华润矽威科技 ( 上海 ) 有限公司 WWW.CRPOWTECH.COM 第 6 页 _DSB 版本 CH0.2
功能描述 ( 继续 ) 通过外部启动键启动流程 : 电压低于门限 Adapter 及 USB 接入 : 当接入 USB 或 Adapter 时, 首先判别充电器的实际充电电压是否高于 3.8V, 若充电电压低于 3.8V, 则充电器停止充电 若电池处于涓流充电状态,PMU 不启动 待电池电压升高到 3.0V 以上时, 检测到 USB_IN 为高电平时,PMU 将自动启动, 如果接到 Adatper 上需要用户长按 PLAY_ON, 才能启动 如果没有电池,USB 或 Adapter 向 BAT 端电容充电 PT5102 自动侦测是否 BAT 端是否接入电池, 当未接入电池时, 将保持 BAT 端电压稳定 接入 Adapter 或 USB 流程 : 等待用户接入 USB 或 Adapter 接入 Adatper 接入 USB PLAY_ON 是否为高电平 实际充电电压是否高于 3.8V 自动开启 Charger ( 若没有接电池, 对 BAT 端电容充电 ) BAT 端电压是否高于 3.0V PMU 是否启动 启动 PMU 关机描述 : 开机状态下长按启动按钮,CPU 侦测到启动按钮被再次长按后, 延时一定的时间, 完成软件关机过程, 然后将 PWR_HOLD 拉低 当用户自然放开启动按钮后, PLAY_ON 变低,PMU 将自动关断 低电压检测 : 工作状态下, 将会检测 BAT 端电压 当 BAT 端电压低于 3.3V, 将 BAT_LOW 拉高, 通知 CPU 电池 PWR_ HOLD 是否为高电平 等待用户操作 华润矽威科技 ( 上海 ) 有限公司 WWW.CRPOWTECH.COM 第 7 页 _DSB 版本 CH0.2
输出电压设置 : LDO2_SET0 LDO2_SET1 LDO2OUT LDO1 输出电压固定在 3.0V Low Low 2.5V LDO2 输出电压有 2.5V,2.8V,3.0V,3.3V 四种规格可调 High Low 2.8V 可以通过设置 LDO2_SET0 和 LDO2_SET1 端电压选择 Low High 3.0V LDO2 的输出电压值 High High 3.3V LDO2 输出电压设置表 华润矽威科技 ( 上海 ) 有限公司 WWW.CRPOWTECH.COM 第 8 页 _DSB 版本 CH0.2
封装信息 QFN20(4*4) SYMBOL MILLIMETER MIN NOM MAX A 0.70 0.75 0.80 A1-0.01 0.05 b 0.18 0.25 0.30 c 0.18 0.20 0.25 D 3.90 4.00 4.10 D2 2.65REF e 0.50BSC Ne 2.00BSC Nd 2.00BSC E 3.90 4.00 4.10 E2 2.65REF L 0..35 0.40 0.45 h 0.30 0.35 0.40 载体尺寸 (mil) 114 114 华润矽威科技 ( 上海 ) 有限公司 WWW.CRPOWTECH.COM 第 9 页 _DSB 版本 CH0.2