2.1A 充电 2.1A 放电集成 DCP 功能移动电源 SOC 1 特性 同步开关充放电 2.1A 同步升压转换,2.1A 同步开关充电 升压效率高达 92% 充电效率高达 91% 内置电源路径管理, 支持边充边放 充电 自动调节充电电流, 匹配适配器输出能力 支持 4.20V 4.35V 和 4.4V 电池 支持 NTC 温度保护 外部引脚设定充电电流 电量显示 支持 4 / 3 / 2 / 1 颗 LED 电量显示 电池电量曲线可引脚设置, 灯显更均匀 功能丰富 内置照明灯驱动 自动检测手机插入和拔出 集成手机充电电流智能识别 DCP 支持负载大电流线补功能 低功耗 智能识别负载, 自动进待机 待机功耗小于 100 µa BOM 极简 功率 MOS 内置, 单电感实现充放电 多重保护 高可靠性 输出过流 过压 短路保护 输入过压 过充 过放 过流放电保护 整机过温保护 ESD 4KV, 瞬间耐压 11V 2 应用 移动电源 / 充电宝 手机 平板电脑等便携式设备 3 简介 是一款集成升压转换器 锂电池充电 管理 电池电量指示的多功能电源管理 SOC, 为移 动电源提供完整的电源解决方案 的高集成度与丰富功能, 使其在应用 时仅需极少的外围器件, 并有效减小整体方案的尺 寸, 降低 BOM 成本 只需一个电感实现降压与升压功能 可以支持低成本电感和电容 的同步升压系统提供 2.1A 输出电流, 转换效率高至 92% 空载时, 自动进入休眠状态, 静态电流降至 100uA 以下 采用开关充电技术, 提供 2.1A 电流, 充电效率高至 91% 内置 IC 温度和输入电压智能 调节充电电流 可外部 PIN 选电池电量曲线, 可精准 显示电池电量 支持 4,3,2,1 颗 LED 电量显 示和照明功能 采用 QFN24(4*4mm) 封装 BAT Micro-B TYPE-A VIN GND GND PGND AGNDLIGHT KEY VIN DM DP ICHG RSET L3 L2 L1 VDD VTHS LX LX VBAT VSET NTC 1uH 图 1 简化应用原理图 (4 LED 指示电量 ) V1.0 http://www.injoinic.com 1 / 15 Copyright 2016, Injoinic Corp.
4 引脚定义 L1 VSET LIGHT VIN VIN DM L2 24 1 23 22 21 20 19 18 DP L3 VDD VTHS RSET 2 3 4 5 QFN24 17 16 15 14 LX LX NTC 6 7 8 9 10 11 12 13 LX AGND KEY VBAT NC ICHG PGND 图 2 引脚图 引脚序号 引脚名称 引脚定义 1 L2 电量灯驱动引脚 L2 2 L3 电量灯驱动引脚 L3 3 VDD 内置 LDO 输出, 3.1V 4 VTHS 电芯平台选择 5 RSET 电池内阻补偿, 可微调电量曲线 6 NTC 温敏电阻检测引脚 7 AGND 模拟地 8 KEY 按键输入引脚 9 VBAT 升压输入引脚, 连接锂电池正极. 10 NC NC 11 ICHG 外挂电阻调节充电电流 12 PGND 功率地 13 14 15 LX DCDC 开关节点, 连接电感 16 17 5V 升压输出引脚 18 DP USB D+ 19 DM USB D- 20 21 VIN DC5V 充电输入引脚 22 LIGHT 照明灯驱动引脚, 开漏输出 23 VSET 电池类型设置 24 L1 电量灯驱动引脚 L1 25(EPAD) GND 功率地和散热地, 需要保持与 GND 良好接触 V1.1 http://www.injoinic.com/ 2 / 15 Copyright 2016, Injoinic Corp.
PIN2PIN PIN2PIN PIN2PIN 5 IP 系列移动电源 IC 型号选择表 IC 型号 充放电主要特点封装 LED 放电充电照明灯按键 I2C DCP Type-C QC 认证规格兼容灯数 IP5303 1.0A 1.2A 1,2 - - - - ESOP8 IP5305 1.0A 1.2A 1,2,3,4 - - - - ESOP8 IP5306 2.4A 2.1A 1,2,3,4 - - - ESOP8 IP5108 2.0A 2.0A 3,4,5 - - - ESOP16 IP5207T 1.2A 1.2A 3,4,5 - - - QFN24 IP5109 2.1A 2.1A 3,4,5 - - - QFN24 IP5209 2.4A 2.1A 3,4,5 - - QFN24 2.1A 2.1A 1,2,3,4 - - - QFN24 IP5219 2.4A 3A 1,2,3,4 - QFN24 IP5310 3.1A 3A 1,2,3,4 - QFN32 IP5312 15W 4A 2,3,4,5 - QFN32 IP5318Q 18W 4.8A 2,3,4,5 - QFN40 IP5318 18W 4.8A 2,3,4,5 QFN40 订购型号订购型号 _YYY 说明 标准品 双击开照明 V1.1 http://www.injoinic.com/ 3 / 15 Copyright 2016, Injoinic Corp.
6 极限参数 参数 符号 值 单位 端口输入电压范围 V IN -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 4.65 5 5.5 V 负载电流 I 0 2.1 A * 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=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 VBAT=3.7V 4.65 5 5.5 V 输入过压 V INOV 5.51 5.6 5.8 V 输入欠压保护 V INUV 4.3 4.4 4.6 V CV 4.2V 4.2V 电池配置 4.21 4.24 4.27 V CV 恒压充电电压 CV 4.35V 4.35V 电池配置 4.36 4.38 4.42 V CV 4.4V 4.4V 电池配置 4.41 4.43 4.46 V 充电截止电流 I stop 输入 5V 200 400 600 ma 充电电流 I VIN VIN 口充电电流输入端电流 1.6 1.9 2.2 A 涓流充电电流 I TRKL VIN=5v,BAT=2.7v 50 150 300 ma V1.1 http://www.injoinic.com/ 4 / 15 Copyright 2016, Injoinic Corp.
涓流截止电压 V TRKL 2.9 3 3.1 V 再充电阈值 V RCH 4.08 4.1 4.13 V 充电截止时间 T END 20 24 27 Hour 升压系统电池工作电压 V BAT 3 3.7 4.4 V 放电截止电压 V BATLOW IOUT=1A 2.9 2.95 3.05 V 开关工作电池输入电流 I BAT VBAT=3.7V,=5.1V,fs=500KHz 2 5 20 ma DC 输出电压 V OUT VBAT=3.7V @0A 5.0 5.12 5.25 V VBAT=3.7V @2.1A 4.75 5 5.15 V 输出电压纹波 ΔV OUT VBAT=3.7V,=5.0V,fs=375KHz 50 100 mv 升压系统供电电流 I vout 0 2.1 3 A 升压系统过流关断电流 I OVP VBAT=3.7V 2.4 2.8 3.2 A 负载过流检测时间 T UVD 输出电压持续低于 4.2V 10 30 50 ms 负载短路检测时间 T OCD 输出电流持续大于 5A 100 150 200 us 控制系统 开关频率 fs 放电开关频率 400 500 600 KHz 充电开关频率 600 700 800 KHz PMOS 导通电阻 r DSON VBAT=3.7V 30 35 45 mω NMOS 导通电阻 VBAT=3.7V 20 25 35 mω VIN 和 PMOS r DSON VIN=5V 70 80 90 mω 输入过流保护 I IDOCP VIN=5V 2.5 3 3.5 A 电池输入待机电流 I STB VIN=0V,VBAT=3.7V 100 ua LED 照明驱动电流 Ilight 20 30 40 ma LED 显示驱动电流 I L1 I L2 I L3 2 10 20 ma 负载自动检测时间 T loadd 负载电流持续小于 45mA 25 32 44 s 轻载关机电流 I plout VABT=3.7V 20 45 100 ma 短按键唤醒时间 T OnDebounce 70 80 500 ms 打开 light 时间 T Keylight 2 2.5 3.5 s V1.1 http://www.injoinic.com/ 5 / 15 Copyright 2016, Injoinic Corp.
热关断温度 T OTP 上升温度 125 140 150 热关断温度迟滞 ΔT OTP 30 40 50 9 功能描述 升压 集成一个输出 5V, 负载能力 2.1A 的升压 DCDC 转换器 开关频率 500KHz,3.7V 输入, 5V/2A 时效率为 92% 内置软启动功能, 防止在启动时的冲击电流过大引起故障, 集成输出过流, 短路, 过压, 过温等保护功能, 确保系统稳定可靠的工作 内置线补功能, 负载电流大于 1A 时,100mV 线补 充电 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, 此时 VIN 输入限流环起作用 ; 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 采用开关充电技术, 开关频率 700KHz, 最大充电电流 2.1A, 充电效率最高到 91%, 能缩短 3/4 的充电时间 自适应电源路径管理, 支持边充边放 charger 会自动调节充电电流大小, 来适应不同负载能力的适配器, 确保不拉挂适配器 支持外部 ICHG PIN 外挂电阻调节充电电流大小 ICHG R ICHG=1.2V / R*100000 图 3 外挂电阻调节充电电流 典型电流推荐电阻 : ICHG 端电阻 VIN 输入电流 120Kohm 1A 100Kohm 1.2A 82Kohm 1.5A 56Kohm 2.1A NC 默认值 1.8A V1.1 http://www.injoinic.com/ 6 / 15 Copyright 2016, Injoinic Corp.
按键 - KEY 图 4 KEY 按键 按键连接方式如图 3 所示, 可识别长按键和短按键操作, 具体响应如下 按键持续时间长于 80ms, 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 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 小于 80ms 的按键动作不会有任何响应 在 1s 内连续两次短按键, 会关闭升压输出 电量显示和照明 LED 订购型号是 _YYY 的按键响应为 按键持续时间长于 80ms, 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 在 1s 内连续两次短按键, 开启或者关闭照明 LED 小于 80ms 的按键动作不会有任何响应 按键持续时间长于 2s 的长按动作, 等同短按动作 V1.1 http://www.injoinic.com/ 7 / 15 Copyright 2016, Injoinic Corp.
灯显模式 四颗灯 L3 L2 L1 D1 D2 D3 D4 三颗灯 L2 L1 D3 D2 100R D1 L3 1K BAT 二颗灯 L2 L1 L3 D1 1K D1 D2 200R BAT 200R D1 200R 一颗灯 L2 L1 L3 1K BAT 图 5 灯显模式 V1.1 http://www.injoinic.com/ 8 / 15 Copyright 2016, Injoinic Corp.
4 灯模式放电电量 C(%) D1 D2 D3 D4 C 75% 亮 亮 亮 亮 50% C<75% 亮 亮 亮 灭 25% C<50% 亮 亮 灭 灭 3% C<25% 亮 灭 灭 灭 0%<C<3% 1Hz 闪烁 灭 灭 灭 充电电量 C(%) D1 D2 D3 D4 充满 亮 亮 亮 亮 75% C 亮 亮 亮 0.5Hz 闪烁 50% C<75% 亮 亮 0.5Hz 闪烁 灭 25% C<50% 亮 0.5Hz 闪烁 灭 灭 C<25% 0.5Hz 闪烁 灭 灭 灭 3 灯模式 三灯显示方式和四灯类似, 每颗灯对应的电池电量如下表 D1 D2 D3 D4 三颗灯 33% 66% 100% 无 四颗灯 25% 50% 75% 100% 2 灯模式 状态 D1 D2 充电 充电过程 亮 灭 充满 灭 灭 放电 正常放电 灭 亮 低电 灭 1Hz 闪烁 1 灯模式 状态 D1 充电 充电过程 0.5HZ 闪烁 充满 亮 放电 正常放电 亮 低电 1Hz 闪烁 V1.1 http://www.injoinic.com/ 9 / 15 Copyright 2016, Injoinic Corp.
电池类型选择 可以通过 VSET 引脚设定电池类型 当 VSET 悬空时, 设定为 4.20V 电池 ;VSET 接 GND 时, 设定为 4.35V 电池 ;VSET 接 VDD 时, 设定为 4.40V 电池 电池平台选择 可以通过 VTHS 引脚设定电池平台 当 VTHS 接 VDD 时, 设定为 3.7V 高平台电池 ;VTHS 接 GND 时, 设定为 3.6V 低平台电池 内部转灯 OCV 电压阈值 VTH 接高 VTH 接低 电池电压 4.2V 电芯 4.35V/4.4V 电芯 4.2V 电芯 4.35V/4.4V 电芯 (VSET 浮空 ) (VSET 上拉或下拉 ) (VSET 浮空 ) (VSET 上拉或下拉 ) 4 灯转 3 灯 4.02V 4.02V 3.90V 3.90V 3 灯转 2 灯 3.84V 3.84V 3.72V 3.72V 2 灯转 1 灯 3.66V 3.72V 3.60V 3.60V 1 灯转 1 灯闪 3.30V 3.30V 3.30V 3.30V 电池内阻设定 可以通过 RSET 引脚设定电池内阻, 从而调节 LED 电量显示的均匀特性 RSET 电阻大小和 设定的电池内阻如下表所示 RSET 端电阻 Kohm 对应电池设定内阻 (mohm) 10K 45 43K 67.5 120K 112.5 200K 90 NC 22.5 V1.1 http://www.injoinic.com/ 10 / 15 Copyright 2016, Injoinic Corp.
手机插入自动检测 自动检测手机插入, 即刻从待机态唤醒, 打开升压 5V 给手机充电, 省去按键操作, 支持无按键模具方案 手机充电电流智能识别 DCP 集成手机充电电流智能识别功能, 自动为连接上的手机设备切换 D+ 和 D- 线路连接, 使得手机充电电流适配到最大值, 加快手机的充电速度 支持苹果, 三星以及 BC1.2 接口规范的 D+,D- 切换, 默认 D+=2.7V,D-=2.7V; 支持 D+D- 短接的 USB 专用充电端口支持 D+ 应用 2.7V 电压,D- 应用 2.0V 电压的苹果 2.0A 充电端口支持 D+ 应用 1.2V 电压,D- 应用 1.2V 电压的三星 2.0A 充电端口支持 D+ 应用 2.7V 电压,D- 应用 2.7V 电压的苹果 2.4A 充电端口 NTC 功能 集成 NTC 功能, 可检测电池温度 ; 在工作的时候 NTC PIN 输出 20uA 的电流, 同时检测 NTC PIN 脚的电压来判断当前电池的温度 V=20uA*(R1//RNTC) R1=82K NTC RNTC=100K B=4100 COMP HT MT LT VH=0.43V/0.49V VL=0.56V VL=1.32V/1.44V 图 6 电池 NTC 比较在充电状态下 : NTC PIN 检测到电压为 1.32V 时代表电池低温 0 度, 停止对电池充电 ; NTC PIN 检测到电压为 0.56V 时代表电池中温 45 度, 充电电流减小一半 ; NTC PIN 检测到电压为 0.49V 时代表电池中温 50 度, 停止对电池充电 ; 在放电状态下 : NTC PIN 检测到电压为 1.44V 时代表电池低温 -10 度, 停充对对外放电 ; NTC PIN 检测到电压为 0.43V 时代表电池高温 55 度, 停止对对外放电 ; 如果方案不需要 NTC, 需要把 NTC 引脚接 51K 电阻到 GND. NTC 引脚不能浮空, 否则可能导致充放电异 常. V1.1 http://www.injoinic.com/ 11 / 15 Copyright 2016, Injoinic Corp.
LIGHT 照明 内置照明灯驱动 MOS 管, LIGHT PIN 可直接驱动照明 LED, 最大驱动电流 30mA 当长按 KEY 键超过 2s 或者连续短按两次 (_YYY) 时, 可开启或者关闭 LED 照明 当方案没有照明灯功能时, 将 LIGHT PIN 接到 GND, 会自动检测到没有 LIGHT 照明功能 VDD VDD 是芯片内部电路供电的 LDO, 外接 2.2uF 电容 ; IC 工作状态是 3.1V, 待机态下 LDO 关闭. V1.1 http://www.injoinic.com/ 12 / 15 Copyright 2016, Injoinic Corp.
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移动电源方案 BAT VDD Micro-B VIN GND 100nF 10uF 2R 10uF 12 7 25 8 22 20R 5 NC 23 0R/NC 0R/NC TYPE-A2 TYPE-A1 2.2uF 10uF GND DM DP GND 10uF 22uF 22uF 22uF 20 21 16 17 18 19 NC PGND 11 ICHG AGND VIN VIN DP DM VDD 3 VDD EPAD KEY LIGHT RSET 2.2uF BAT 9 LX 13 14 LX LX 15 0.5R VSET L1 L2 L3 VTHS NTC 1UH 1 2 4 6 24 D1 25% 0R/NC 0R 82K D2 50% VDD RNTC 100K,B=4100 BAT D3 75% D4 100% NTC 不使用时接 51K 电阻到地 VM ISET VBAT- 22uF 22uF VM GND IP3005 VM VDD VM GND 100R VBAT+ 4.7uF 图 6 电感推荐型号 SPM70701R0 Inductance DARFON PIN (uh) 4LED 电量显示典型应用原理图 Heat Rating DC Resistance Current Tolerance (mω) DC Amp. Saturation Current DC Amps. Typ. Max. Idc(A)Max. Isat(A)Max. Measuring Condition SPM70701R0 1.0 ±20% 8.5 8 12 15 锂电 IC 推荐型号 INJOINIC Pack age Overcharge Detection Overdischarge Detection Overcurrent Voltage [VCU] (V) Voltage [VDL] (V) Detection Current [IOV] (A) IP3005A ESOP8 4.28V 2.5V 7A V1.1 http://www.injoinic.com/ 13 / 15 Copyright 2016, Injoinic Corp.
12 封装信息 D2 D h 1 2 E Ne E2 h L 1 2 e b TOP VIEW EXPOSED THERMAL PAD ZONE Nd BOTTOM VIEW A1 c A SIDE VIEW SYMBOL MILLIMETER MIN NOM MAX A 0.70 0.75 0.80 A1-0.02 0.05 b 0.18 0.25 0.30 c 0.18 0.20 0.25 D 3.90 4.00 4.10 D2 2.40 2.50 2.60 e 0.50BSC Ne 2.50BSC Nd 2.50BSC E 3.90 4.00 4.10 E2 2.40 2.50 2.60 L 0.35 0.40 0.45 h 0.30 0.35 0.40 V1.1 http://www.injoinic.com/ 14 / 15 Copyright 2016, Injoinic Corp.
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