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Teilenummer | PB1602 |
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Beschreibung | Integrated linear high current charging mobile power management chip and high current BOOST boost controller | |
Hersteller | Ding Sheng Electronics | |
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Gesamt 13 Seiten PB1602
PB1602
一、 产品概况
PB1602 是一款集成线性大电流充电及大电流 BOOST 升压控制器的移动电源管理芯片,针对大容量单芯
或多芯并联锂电池(锂离子或锂聚合物)的移动电源应用,提供简单易用的解决方案。
PB1602 内部集成了一路大电流(最大电流 1A)线性充电器,一路用于 5.2V 恒压输出的异步升压 Boost 控
制电路(Schottky Diode,NMOS 开关管外置)。同时内部集成了电量检测,一键开关机,输出电流检测及限
制,无负载自动关机等功能;此外,为保证锂电池的使用安全,系统还集成了输出限流保护、IC 过温保护等
多种保护功能。
PB1602 提供封装形式: SOP-16。
二、 功能特点
z 单键短按(小于 2.1 秒)开关机;接上适配器自动开机
z 输出电流监测,输出无负载检测,16.8 秒自动关机
z 照明 LED 开关控制,长按 2.1 秒以上开关 LED 照明电源
z 充电状态指示、电池电量显示
z 电池电压 3.0V 以下自动关闭 BOOST 输出
z 线性充电,最大充电电流可达 1A,过温保护模式下,充电电流随芯片温度自动变化
z 充电电压高精度,误差小于 1%
z 输入电压:3.0-5.5V
z Boost 异步升压控制电路,外置 MOS 开关管及 Schottky Diode
z 输出电压:5.20V;精度:+-3% ;最大输出电流:1A 以上,由外围器件决定
z 转换效率:MAX:87%
z 输出负载检测及限流、短路保护
三、 脚位及说明
深圳市鼎晟电子科技有限公司
图 1 SOP-16 脚位配置
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PB1602
充电电流在设置的最大充电电流范围内随芯片温度自动调节,超过 110℃,电流减小,直至 150℃时
完全停止充电。在保证耗散功率不超过芯片承受能力的情况下,最大限度的缩短充电时间。
充电过程电流电压示意图(假定此时芯片温度小于 110℃):
1、 电池电压低于 3.0V,进行涓流充电,充电电流为 0.1 倍的设置充电电流;
2、 电池电压充到 3.0V 以上时,进行恒流充电;
3、 恒流充电至 4.2 时,进行恒压充电,当充电电流减小到 0.1 倍的设置充电电流时,停止充电;
4、 当电池电压降到比充电目标电压低 0.1V 时,再次开始恒流充电。
图 3 充电过程电流电压示意图
Boost Controller
芯片内部集成BOOST控制器,提供对外部功率管的开关控制信号,同时通过VOUT脚输入反馈信号。
此路输出基于大电流设计,异步升压,具有输出限流功能,限流值由负载检测电阻RSENSE设定,一旦
输出电流值过大,Load _S与GND脚之间电压超过137.5mV,则关闭BOOST控制器,一旦电压差小于
137.5mV,则开启BOOST控制器。
开关机管理及电量显示模块
开关待机功能
PB1602内置开关机按键检测,在待机状况下,按键在被短按,KEY脚被拉低并2.1S以内弹起时,视
为开机按键,系统开启,显示电量状况,同时启动BOOST控制器,输出电流限流模块同时启动。
1、 短按开机后如果无充放电动作,再次短按关机;
2、 有适配器时和放电过程短按不关机。
3、 PB1602内置适配器插入检测开机功能,在待机状态下,如果接上适配器,且适配器输入电压在3.0V
以上时,系统自动开机。如果适配器输入电压高于电池电压,则同时启动充电功能,LED指示转为充
电状态指示。
具体开机情况如下:
(1) VBAT>VDCIN>3.0V: LED显示,不充电,BOOST控制器不启动;
(2) VDCIN>VBAT>3.0V:LED显示,开始充电, BOOST控制器不启动;
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电感设定
在给定输入电压(VIN)和输出电压(VOUT),时钟频率一定的情况下,电流纹波(△I)随电感的值增大而减小。
∆IL =
VIN × (1− VIN )
f ×L
VOUT
其中f为时钟频率。电感值较大的电感可以减小电流纹波,减小输出纹波同时减小输出电容ESR的交流损
耗,但是要求较大的电感体积。
在选定最大电流纹波(△I(MAX))的情况下,注意到最大的电流纹波(△I(MAX))对应最低输入电压(VIN(MIN)),为
了保证最大的电流纹波满足设定的需求,可以根据下面的方程来设定电感值:
L = ( VIN (MIN ) ) × (1 − VIN (MIN ) )
f × ∆I L(MAX )
VOUT
需要保证所选用的电感额定电流大于电感峰值电流,以免电感出现饱和。
电容设定
输入电容(CIN),用来过滤输入电源噪声,限制由于开关管导通所引起的输入电压纹波。推荐使用具有较
小ESR和较小封装尺寸的陶瓷电容,另外钽电容和低ESR的电解电容也能起到相同的作用。推荐使用容值大
于或等于10µF的电容作为输入电容,或者一只大容值电容并联一个0.1µF的电容作为输入电容,所有的电容均
要求尽量靠近IC。
输出电容(COUT)选定取决于输出电压纹波和瞬态响应。输出电压纹波由纹波电流决定,受两个因素的影响,
一是输出电容容值,一是等效串联电阻(ESR),输出纹波可以用下式计算:
(1− VIN )
∆VOUT
=
VOUT
COUT × f
+ IOUT × RESR ×VOUT
VIN
△VOUT为输出电压纹波,RESR为电容等效串联电阻。
在输入电压达到最小时,电流纹波达到最大,这时有最大的输出电压纹波,为了满足输出电压纹波以及低
ESR的要求,可以在输出端并联低ESR的陶瓷电容。同时需要注意选取的输出电容要满足额定电压和额定有
效电流的要求。实际当中推荐输出端使用ESR较小的22µF的陶瓷电容并联100µF的电解电容作为输出电容。
二极管选择
二极管在功率NMOS管关断以后实现续流功能,为了减小由于正向导通带来的功率损耗,同时加快恢复时
间,推荐使用肖特基二极管。注意二极管的反向电压要高于输出电压,二极管的额定电流必须大于系统的最大
输出电流,二极管的峰值电流必须大于电感的峰值电流。推荐使用SS22。
外置功率MOS的选择
Boost的升压电路需要驱动外置的N-沟道MOS管,完成负载优先和输出短路保护功能需要驱动外置P-沟道
MOS管,注意MOS管的选取对系统效率有非常大的影响。MOS管的关键参数如下:
1. 最小的阈值电压VTH(MIN)
2. 导通电阻RDS(ON)
3. 最大持续电流ID(MAX)
4. 最大漏源电压VDS(MAX)
5. 总体栅极电荷QG
6. 栅源电荷QGS
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PB1602 | SILICON/GERMANIUM DETECTORS | TELEDYNE |
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