目录 产品特性...1 应用...1 典型应用电路...1 概述...1 技术规格...3 调节输出规格...4 电气特性, SY = ±5...5 绝对最大额定值...6 热阻...6 ESD 警告...6 引脚配置和功能描述...7 详细功能框图...9 典型应用电路...10 工厂编程选项..

集成 MPPT 和充电管理功能的超低功耗能量采集器 PMU ADP5091/ADP5092 产品特性升压调节器集成最大功率点跟踪 (MPPT) 功能, 动态检测或非检测两种模式迟滞模式可实现最佳超轻负载效率 450 na 超低静态电流 (CBP MINOP) 360 na 超低静态电流 (CBP < MINOP) 输入电压范围 :80 m 至 3.3 通过电荷泵实现 380 m( 典型值 ) 快速冷启动基于输入开路电压 (OC) 的 MINOP 引脚可编程关断点 1.5 至 3.6 范围内的 150 ma 调节输出电压可编程电压监控器 (2 至 5.2 ) 支持对储能元件进行充电可选 BACK_UP 电源路径管理对 RF 传输友好, 可通过微控制器 (MCU) 通信临时关断开关稳压器 应用光伏 (P) 电池能量采集 TEG 能量采集工业监控自供电式无线传感器设备具有能量采集功能的便携式和可穿戴式设备 概述 ADP5091/92 是一款智能集成式能量采集 na 级管理解决方案, 可转换来自光伏电池或热电发生器 (TEG) 的直流电源 该器件可对储能元件 ( 如可充电锂离子电池 薄膜电池 超级电容或传统电容 ) 进行充电, 并对小型电子设备和无电池系统上电 ADP5091/92 能对采集的有限能量 (16 μw 到 600 mw 范围 ) 实现高效转换, 工作损耗为亚 μw 级别 利用内部冷启动电路, 调节器可在低至 380 m 的输入电压下启动 冷启动后, 调节器便可在 80 m 至 3.3 的输入电压范围内正常工作 额外的 150 ma 稳压输出可通过外部电阻分压器或 ID 引脚编程 通过检测输入电压, 控制环路可将输入电压纹波限定在固定范围内, 从而保持稳定的 DC-DC 升压转换 在 OC 动态检测模式和非检测模式下, 输入电压的编程调节点允许最 典型应用电路 AGND PGND 图 1. 大限度地提取采集器的能量 可编程最低工作阈值 (MINOP) 可在低光照条件下实现升压关断 LLD 是指 MIONP 比较器输出, 可用于微处理器的低光照指示, 此外,DIS_SW 引脚还能暂时关断升压调节器, 并且对 RF 传输友好 ADP5091/92 的充电控制功能保护可充电储能器, 实现方法是通过可编程充电截止电压和放电关断电压监控电池电压 此外, 内置可编程迟滞功能的可编程 PGOOD 标志监控 SYS 电压 可选原电池可通过集成式电源路径管理控制模块连接和管理, 该模块可经过编程来实现能量采集器 可重复充电电池和原电池的电源之间的切换 ADP5091/92 采用 24 引脚 LFCSP 封装, 额定结温范围为 40 C 至 +125 C Rev. PrA Document Feedback Information furnished by Analog Devices is believed to be accurate and reliable. However, no responsibility is assumed by Analog Devices for its use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties that may result from its use. Specifications subject to change without notice. No license is granted by implication or otherwise under any patent or patent rights of Analog Devices. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A. Tel: 781.329.4700 2016 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Technical Support www.analog.com ADI 中文版数据手册是英文版数据手册的译文, 敬请谅解翻译中可能存在的语言组织或翻译错误,ADI 不对翻译中存在的差异或由此产生的错误负责 如需确认任何词语的准确性, 请参考 ADI 提供的最新英文版数据手册

目录 产品特性...1 应用...1 典型应用电路...1 概述...1 技术规格...3 调节输出规格...4 电气特性, SY = ±5...5 绝对最大额定值...6 热阻...6 ESD 警告...6 引脚配置和功能描述...7 详细功能框图...9 典型应用电路...10 工厂编程选项...12 外形尺寸...13 订购指南待定...13 Rev. PrA Page 2 of 13

技术规格除非另有说明, IN = 1.2, SYS = BAT = 3, 最小值 / 最大值的 T J = 40 C 至 125 C, 典型值的 T A =25 C 外部元件 L = 22 μh,c IN = 4.7 μf,c SYS = 4.7 μf 表 1. 参数 符号 测试条件 / 注释 静态电流 SYS 引脚的工作静态电流 IQ_SYS REG_D0= 低电平,REG_D1= 低电平 (IN > CBP MINOP ) REG_D0= 高电平,REG_D1= 低电平 ADP5091/ADP5092 最小值 典型值 450 488 最大值 REG_D0= 低电平,REG_D1= 高电平 520 na REG_D0= 高电平,REG_D1= 高电平 500 na SYS 引脚的休眠静态电流 IIQ_SLEEP_SYS REG_D0= 低电平,REG_D1= 低电平 360 na (CBP < MINOP ) 冷启动电路冷启动最小输入电压 IN_COLD SYS = 0,0 C < T A < 85 C 380 440 m 冷启动最小输入功率 PIN_COLD 16 µ W 冷启动结束工作阈值 SYS_TH 1.8 1.93 2.03 冷启动结束工作迟滞 SYS_HYS 125 m 升压调节器 输入电压工作范围 IN 冷启动完成 0.1 3.3 输入功率工作范围 PIN 冷启动完毕, IN = 3 600 mw 开始给 BAT 充电的 SYS 阈值 SYS_CHG 2.1 停止给 BAT 充电的 SYS 迟滞 SYS_CHG_HYS 150 m 输入峰值电流 IIN_PEAK 工厂调整,1 位 (200 ma 300 ma) 200 300 ma 300 400 ma 低端开关导通电阻 RLS_DS_ON 引脚到引脚测量 0.5 待定 Ω 高端开关导通电阻 RHS_DS_ON 引脚到引脚测量 1 待定 Ω SYS 开关导通电阻 RSYS_DS_ON 0.48 0.70 Ω DIS_SW 高电平 DIS_SWHIGH 1 DIS_SW 低电平 DIS_SWLOW 0.5 DIS_SW 延迟 tdis_delay IN 控制和 MINOP IN 开路电压采样周期 TOC_CYCLE 工厂调整,2 位 (4 s 8 s 16 s 32 s) 16 s IN 开路电压采样时间 TOC_SAMPL 256 ms MINOP 偏置电流 IMINOP 动态 MPPT 检测模式下的 MINOP MINOP_DSM 1.5 工作电压范围 MPPT 非检测模式下的 MINOP 阈值 MINOP_NSM 1.8 MPPT 非检测模式下的 MPPT 偏置电流 IMPPT LLD 上拉电阻 ( 仅 ADP5091/92) 11.4 kω LLD 下拉电阻 ( 仅 ADP5091/92) 11.4 kω LLD 高电压 LLD_IH REG_O UT CBP 引脚漏电流 ICBP_LEAK 10 100 pa 储能管理 给 BAT 充电的 SYS 阈值电压 CHR 2.2 内部基准电压 REF 0.98 1 1.02 单位 na na Rev. PrA Page 3 of 13

参数 符号 测试条件 / 注释 最小值 典型值 最大值 单位 电池停止放电阈值 BAT_SD 2.0 BAT_TERM 电池停止放电迟滞电阻 RBAT_SD_HYS 65 103.5 150 kω 电池端子充电阈值 BAT_TERM 2.2 5.2 电池端子充电迟滞 BAT_TERM_HYS 3 3.7 % SYS 引脚的 PGOOD 上升阈值 SYS_PG BAT_SD BAT_TERM PGOOD 上拉电阻 11.4 kω PGOOD 下拉电阻 11.4 kω PGOOD 高电压 PGOOD_IH SYS 电池开关导通电阻 RBAT_SW_ON 引脚到引脚测量 待定 0.6 待定 Ω 电池源电流 IBAT 1 A BAT 引脚漏电流 IBAT_LEAK BAT = 2, BAT _SD = 2.2, SYS =2 15 50 na BAT = 3.3, BAT _SD = 2.2, SYS =0 0.5 20 na 备用电源路径关断 BACK_UP 开关阈值 BK_TF 2.0 BAT_TERM 关断 BACK_UP 开关迟滞电阻 RBK_TF_HYS 65 103.5 150 kω BACK_UP 和 BAT 比较器偏移 BKP_OFFSET SYS SYS_TH 135 185 250 m BACK_UP 和 BAT 比较器迟滞 BAT_HYS SYS SYS_TH 55 75 100 m BACK_UP 电流能力 IBKP SYS SYS_TH 400 520 ma BACK_UP 引脚漏电流 IBKP_LEAK BACK_UP = SYS = BAT = 3 6 18 na 热关断热关断阈值 TSHDN SYS SYS_TH 135 C 热关断迟滞 THYS 15 C 调节输出规格 IN = 1.2, SYS = BAT = 3, REG_OUT =2,L = 22 μh,c IN = 4.7 μf,c SYS = 4.7 μf,c REG_OUT =4.7 μf; 最小值 / 最大值规格的 T J = 40 C 至 125 C, 典型值规格的 T A =25 C, 除非另有说明 表 2. 参数调节输出 ID 控制下的输出选项 符号 REG_OUT 测试条件 / 注释 最小值 1.5 典型值 最大值 3.6 单位 升压模式的 REG_OUT REG_OUT 唤醒阈值 REG_WAKE 1.005 1.020 1.036 REG_OUT 睡眠阈值 REG_SLEEP 1.015 1.030 1.046 高端开关导通电阻 RBST_DS_ON 1 待定 Ω 升压模式的限流阈值 REG_BST_LIM 100 待定 ma LDO 模式的 REG_OUT REG_OUT 精度 REG_LDO IOUT = 10 ma -1 1 % 0 μa < I OUT < 150 ma, SYS = ( REG_OUT -3.5 3.5 % 可调 REG_OUT 精度 REG_LDO_ADJ + 0.5 ) IOUT = 10 ma 0.99 1 1.01 0 μa < I OUT < 150 ma, SYS = ( REG_OUT 0.97 1 1.03 + 0.5 ) REG_OUT 压差 REG_ DROP IOUT = 150 ma 100 m LDO 模式的限流阈值 IREG_LIM SYS SYS_TH 220 320 ma 输出噪声 OUTNOISE 10Hz 至 100kHz 100 u rms 电源抑制比 PSRR 100Hz 65 db 1kHz 50 db REG_D0 和 REG_D1 输入逻辑高电平 REG_DX_IH 1.2 Rev. PrA Page 4 of 13

参数 符号 测试条件 / 注释 最小值 典型值 最大值 输入逻辑低电平 REG_DX_IL 0.4 输入漏电流 IREG_DX_LEAK 20 REG_GOOD( 仅 ADP5092) REG_GOOD 上升阈值 REG_GOOD 90 REG_GOOD 迟滞 REG_GOOD_HYS 5 REG_GOOD 上拉电阻 11.4 REG_GOOD 下拉电阻 11.4 REG_GOOD 高电压 REG_GOOD_IH REG_O UT 单位 na % % kω kω Rev. PrA Page 5 of 13

绝对最大额定值 表 3. 参数 IN MPPT CBP MINOP DIS_SW TERM SETPG SETSD SETBK PGOOD PG_HYS REF REG_D0 ID REG_D1 LLD 至 AGND SW SYS BAT BACK_UP REG_OUT REG_FB 至 PGND PGND 至 AGND 额定值 0.3 至 +3.6 0.3 至 +6.0 0.3 至 +0.3 注意, 等于或超出上述绝对最大额定值可能会导致产品永久性损坏 这只是额定最值, 不表示在这些条件下或者在任何其它超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下, 器件能够正常工作 长期在超出最大额定值条件下工作会影响产品的可靠性 热阻 θ JA 针对最差条件, 即器件焊接在电路板上实现表贴封装 表 4. 封装类型 θja θjc 单位 24 引脚 LFCSP 封装待定待定 ESD 警告 ESD( 静电放电 ) 敏感器件 带电器件和电路板可能会在没有察觉的情况下放电 尽管本产品具有专利或专有保护电路, 但在遇到高能量 ESD 时, 器件可能会损坏 因此, 应当采取适当的 ESD 防范措施, 以避免器件性能下降或功能丧失 Rev. PrA Page 6 of 13

引脚配置和功能描述 图 2. ADP5091 LFCSP 封装引脚配置 图 3. ADP5092 LFCSP 封装引脚配置 表 5. 引脚功能描述 引脚编号 1 引脚名称 REF 描述为 SETSD SETPG SETBK 和 TERM 引脚提供基准电压 2 SETSD 关断设置 此引脚根据 BAT 节点电压电平设置放电关断电压 3 SETBK 设置监控 BAT 电压的 BACK_UP 禁用阈值 无 BACK_UP 储能元件时, 此引脚连接到 AGND 4 TERM 充电截止电压 此引脚根据 BAT 节点电压电平设置充电截止电压 5 SETPG 根据 SYS 节点电压电平设置电源良好电压 6 SETHYST 设置 PGOOD 下降迟滞 PGOOD 下降迟滞的电阻分压器输入 7 AGND 模拟地 8 CBP 电容旁路 采样并保持最大功率点电平 应将一个 10 nf 电容连接在此引脚与 AGND 之间 MPPT 禁用时, 将 CBP 与低于 IN 的外部基准电压源相连 模拟地 9 MPPT 最大功率点跟踪 此引脚设置不同能量采集器的最大功率点跟踪电平 放置一个连接到 AGND 的电阻, 当 MINOP 电压高于 MPPT 非检测模式的阈值时, 该电阻设置 MPPT 电压 来自能量采集器的输入电源 在此引脚和 PGND 之间至少连接一个 4.7 μf 电容, 并尽可能靠近放置 11 LLD MCU 的低光照指示器 当 MINOP 电压高于 CBP 电压时,LLD 拉高 仅限 ADP5091 REG_GOOD 调节输出电源良好 仅限 ADP5092 12 PGND 电源地 13 SW 感性升压调节器的开关节点, 与外部电感相连 应将一个 22 μh 电感连接在此引脚与 IN 之间 14 BAT 将可充电电池或超级电容用作 SYS 输出电源的储能器 15 REG_FB 调节输出反馈电压检测输入 连接到 REG_OUT 的电阻分压器 16 SYS 向系统负载提供的输出电源 在此引脚和 PGND 之间至少连接一个 4.7 μf 电容, 并尽可能靠近放置 调节输出 在此引脚和 PGND 之间至少连接一个 1 μf 电容, 并尽可能靠近放置 18 BACK_UP 备用原电池的可选输入电源 19 PGOOD MCU 的输出电压 当 SYS 电压高于 SETPG 阈值时, 保持一个拉高信号 20 ID REG_OUT 的电压配置引脚 最多可设置 8 个不同 REG_OUT, 通过一个接 AGND 的下拉电阻 21 MINOP 最小工作电源 在此引脚上放置一个电阻来设置最小工作输入电压电平 当 CBP 电压超过 MINOP 电压时, 升压调节器开始工作 当 MINOP 电压高于 MPPT 非检测模式的阈值时,IC 以固定 MPPT 比值工作 此引脚 连接 AGND 可禁用 MINOP 功能 Rev. PrA Page 7 of 13

引脚编号 22 引脚名称 DIS_SW 描述来自 MCU 或 RF 收发器的控制信号, 用以停止开关升压充电器 23 REG_D1 调节输出工作模式设置 24 REG_D0 调节输出工作模式设置 EPAD 裸露焊盘 exposed pad 必须连接到 AGND Rev. PrA Page 8 of 13

详细功能框图 SYS LDO REG_SWITCHES CSYS RSYS REG_OUT REG_FB BACK_UP + - REG_D0 REG_D1 ID HYSTERESIS REGULATOR AND LDO BACK_UP SWITCHES SYS SWITCH BACK_UP CONTROL BKB PHOTOOLTAIC CELL + L SW HS BSTO BAT SWITCHES BAT + - - CIN IN COLD START CHARGE PUMP LS SYS BAT BKB ROC2 MPPT MPPT CONTROL BAT TERM_REF SDB REF ROC1 CBP MINOP BOOST CONTROL CHARGE CONTROL EN_BST AND POWER PATH MANAGEMENT SDB PG PG SETSD PGOOD STEPG DIS_SW PGB PGB SETHYST LLD BKB REF STEBK TRM TERM_REF TERM CONTROL TERM BIAS REFERENCE AND OSCILLATOR REF CLK R 2R PGND AGND BAT 图 4. 详细功能框图 Rev. PrA Page 9 of 13

典型应用电路 图 5. 基于 ADP5091/92 的能量采集器无线传感器应用,Solarprint 0.5 450 μa 光伏电池用作采集能量来源, Shoei Electronics 多并苯纽扣电容 PAS409HR 用作采集储能器, Panasonic 锂离子纽扣原电池 CR2032 用作备用电池 图 6. 基于 ADP5091/92 的能量采集器电路, 热电发生器用作采集能量来源, Shoei Electronics 多并苯纽扣电容 PAS409HR 用作采集储能器, Panasonic 锂离子纽扣原电池 CR2032 用作备用电池 Rev. PrA Page 10 of 13

图 7. 基于 ADP5091/92 的能量采集器电路, 压电发生器用作采集能量来源, Shoei Electronics 多并苯纽扣电容 PAS409HR 用作采集储能器, Panasonic 锂离子纽扣原电池 CR2032 用作备用电池 图 8. PGOOD 功能决定使能系统负载的时间 Rev. PrA Page 11 of 13

工厂编程选项要订购非默认选项的器件, 请联系当地的 ADI 公司办事处或代理商 表 6. 输入限流选项 选项 描述 方案 0 200 ma ( 默认值 ) 方案 1 300 ma 表 7. IN 开路电压采样周期选项 选项 描述 方案 0 4 s ( 默认值 ) 方案 1 8 s 方案 2 16 s 方案 3 32 s Rev. PrA Page 12 of 13

外形尺寸 图 9. 24 引脚引线框芯片级封装 [LFCSP-WQ] 4 mm 4 mm 超薄体四通道 (CP-24-10) 图示尺寸单位 :mm 订购指南待定 1 型号 温度范围 封装描述 封装选项 ADP5091ACPZ-R7 ADP5092ACPZ-R7 40 C 至 + 125 C 40 C 至 + 125 C 24 引脚 LFCSP_WQ 24 引脚 LFCSP_WQ CP-24-10 CP-24-10 ADP5091-EALZ 评估板 ADP5092-EALZ 1 Z = 符合 RoHS 标准的器件 评估板 2016 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. PR14145sc-0-1/16(PrA) Rev. PrA Page 13 of 13