2A充電、3A升壓輸出移動電源二合一芯片

 

描述

ASC8826是充電、升壓移動電源二合一芯片，採用外置功率管，充電、升壓共用電感，充電電流可達2A以上，升壓採用同步整流方式，輸出負載電流可達3A、效率可達到90%以上。

ASC8826採用TSSSOP-16封裝.

 

應用

● 移動電源

● 手持設備

● 平板電腦

 

 

 

 

 

特點

●  5V、3A升壓輸出

● 升壓輸出帶限流功能，限流值可通過外接電阻調整

● 採用同步整流方式，效率可達90%以上

● 充電電流可達2A以上

● 充飽電壓精度0.5%

● 電池充飽電壓可調

● 恆流充電電流外接電阻可調

● 軟啟動

● 採用TSSOP-16封裝

 

 

 

 

        

 

典型應用

 

圖1、典型應用圖，Q2、Q3為PMOS，Q1為NMOS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

額定數值

 

• 最大輸入電壓………..………………………6.5V
• 管腳電壓…………………...…….……-0.3V to 6.5V
• 工作溫度範圍…………...……….……-20℃～70℃
• 儲藏溫度……………………………-60℃～125℃
• Lead Temperature………………..…   260℃
• HBM ESD Level..............................   2000V

 

推薦工作條件

	最小	典型	最大	單位
輸入電壓, 管腳VIN	4.5	5.0	6.5	V
工作溫度	-20		70	℃

 

 

管腳定義

圖2. ASC8826管腳定義

 

表1:管腳功能定義

管腳序號	名稱	I/O	描述
1	LDRI	O	NMOS管驅動管腳
2	CHG(______)	O	漏極輸出，外接紅色LED燈，正常充電下拉，指示充電狀態
3	VREG	O	內部供電電源，外接1uF電容穩壓
4	GND	I	地
5	FB	I	升壓輸出反饋端
6	ILIM	O	外接電阻到地設置升壓輸出限流
7	EN	I	升壓使能管腳，無5V電源輸入且該管腳為高則升壓使能
8	ISET	O	與地之間外接電阻，設置恆流充電電流
9	VTRIM	O	充飽電壓微調管腳
10	COMP1	O	充電環路補償管腳，外接470nF電容到地
11	COMP2	O	升壓環路補償管腳，通過10K電阻串聯4.7nF電容到地
12	SNS	I	電流檢測正端輸入. 在SNS與BAT管個腳之間連接檢流電阻RSNS
13	BAT	I	電池輸入端
14	VIN	I	模擬電源輸入
15	SYS	O	5V升壓輸出端口
16	HDRI	O	PMOS管驅動管腳

 

 

 

電學參數

參數	符號	條件	最小	典型	最大	單位
充電管理電學參數，VIN=5V, TA=25℃.
輸入電壓範圍	VIN		4.2		6.5	V
靜態電流	IQ				2	mA
電池反灌電流(升壓不工作)		VBAT=4.2V			10	uA
充飽電壓	VREG		4.16	4.19	4.22	V
恆流充電
恆流充電電流範圍	ICC	3.0V<VBAT<4.1V	200		2000	mA
恆流充電設置電壓	VISET			1.5		V
恆流充電電流設定比例	KISET		見後面詳細計算公式			V/A
預充電電流、充飽電流
預充電電池電壓閾值	VLOWV			3		V
預充電電流/恆流充電電流	KPRE			1/5
電池充飽轉燈電流	ITERM			100		mA
PWM
振盪器頻率	fOSC		500	550	600	KHz
電池保護
輸出短路檢測電壓	VSHORT			2		V
升壓輸出電學參數，VBAT=3.7V, TA=25℃.
電池電壓範圍	VIN		3		4.35	V
靜態電流	IQ				2	mA
反饋電壓
FB反饋電壓	VFB			1.2		V
FB反饋電壓精度			-1.5%		+1.5%
MOS管驅動參數
驅動輸出上升時間	TR	Cload =2nF,10%到90%		20		ns
驅動輸出下降時間	TF	Cload =2nF,10%到90%		20		ns
死區時間	Tdead			60		ns
過壓保護電壓
FB過壓保護電壓	VOVP			1.3		V
升壓負載電流限制
ILIM電壓	VILIM		0.000015RILIM			V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

應用說明

1、充電、升壓使能

ASC8826的充電功能在有5V電源輸入的情況下自動開啟，拔掉電源則停止工作。在5V電源輸入的情況下(即工作在充電模式)，升壓功能被禁止。沒有5V電源輸入，則可以通過控制EN腳來控制升壓工作，EN為高，升壓輸出5V。

 

2、充電狀態指示

ASC8826有一個漏極開路的輸出驅動端口CHG(______)，在充電過程當中，CHG(______)下拉，紅燈亮；當充電電流下降到轉燈電流，CHG(______)為高阻態，紅燈熄滅。請注意CHG(______)只有下拉能力，如果不需要紅燈指示，則需要外接一個10K左右電阻到電源。

 

3、電池充飽狀態檢測

ASC8826判斷電池是否充飽需要兩個條件，一是電池電壓高于4.1V,二是充電電流小於設定的充飽電流.ASC8826會檢測充電電流，當電池電壓高于4.1V，充電電流下降到低於充飽電流時，芯片給出充電完成(EOC)信號，CHG(______)為高、紅燈熄滅指示電池充電完成。

 

4、電流檢測電阻選擇

ASC8826的充電、升壓共同使用一個電阻RSNS檢測電流，RSNS越大則檢測電流精度越高，同時會降低充電、升壓效率，因此建議取值25mΩ(兩個50mΩ並聯)或者20mΩ。同時電阻的封裝要考慮到實際承受功率。

 

5、恆流充電電流設置

ASC8826的恆流充電電流由ISET管腳電阻RISET和檢流電阻RSNS共同決定，RSNS由於連接功率通路，不能隨意取值，所以一般通過設置RISET來設置恆流充電電流。RISET與恆流充電電流之間為線形反比關係，公式如下：

其中KISET為常數，典型情況下KISET=960.假如RISET=24K，RSNS=25mΩ，則可以計算得到恆流充電電流ICHG=1.6A.

 

6、電池充飽電壓調整

通過VTRIM外接電阻到地可以調整基準電壓，從而上調電池充飽電壓(如圖3)。假設充飽電壓為VF, 如果需要調整VF 到(VF+DV), 需要在管腳VTRIM和GND之間接入電阻R，R可以按下式近似計算：

圖3. 充飽電壓調整示意圖

 

7、充電環路穩定性補償

ASC8826通過COMP1管腳補償充電環路，COMP1管腳外接一個470nF電容到地即可保証環路穩定。

 

8、升壓環路穩定性補償

ASC8826通過COMP2管腳補償升壓環路，COMP2接10K電阻串聯4.7nF的電容到地，如圖1所示。

 

9、功率管選擇

如圖1所示，上端Q3為PMOS，下端Q1為NMOS，由於電池電壓範圍在3V到4.35V之間，芯片工作在低電壓模式，因此建議選擇低閾值電壓的功率MOS管，NMOS可選擇8205(SOT23-6封裝，雙NMOS)，PMOS可選擇2301、3401等。

在負載較重的情況下，比如3A升壓輸出，MOS管的導通阻抗將極大地影響升壓效率，因此建議在輸出負載較重或者發現升壓效率不夠的情況，選擇SOP-8封裝的功率MOS。

 

10、升壓輸出電容選擇

理論上升壓輸出端的電容越大越好，但是考慮到整體PCBA成本，建議輸出端加2個22uF的貼片電容。如果成本要求更低，建議升壓輸出電容做到20uF。

 

11、升壓限流

ASC8826通過ILIM管腳外接電阻進行升壓限流設置。ILIM外接電阻越大則VILIM越高，則升壓限流值越大。ASC8826的限流原理是當RSNS上的電流超過設定值時，關掉Q1(圖1所示)，所以實際上是通過限制電池輸出電流達到限制升壓輸出電流的目的。因此，設定電流限制值之後，隨着電池電壓的變化，升壓輸出的電流限制值會有一些變化。

假設升壓輸出限流為Iout_lim，通過RILIM和電池電壓Vbat可以計算出升壓限流值：

其中RILIM為ILIM管腳的外接電容，Vout為升壓輸出電壓，KILIM為常數，ASC8826設置常數KILIM=3.3X10-5.

公式僅供參考，以實際調試為準。

 

12、PCB版圖建議

1、電容儘量靠近相應的管腳，特別是5V電源輸入管腳的穩壓電容；

2、功率地和模擬地需要分開走線，其中升壓輸出電容的地、輸出反饋電阻的地、功率管的地、電池地均為功率地，功率地流過的電流很大，因此金屬走線儘量寬、短；

3、功率管的柵極驅動信號線儘量走短，不要繞太長；

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

封裝

 

符號	單位毫米		單位英吋
	最小	最大	最小	最大
D	4.900	5.100	0.193	0.201
E	6.250	6.550	0.246	0.258
b	0.190	0.300	0.007	0.012
c	0.090	0.200	0.004	0.008
E1	4.300	4.500	0.169	0.177
A		1.200		0.047
A2	0.800	1.000	0.031	0.039
A1	0.050	0.150	0.002	0.006
e	0.65(BSC)		0.026(BSC)
L	0.500	0.700	0.020	0.028
H	0.25(標準)		0.01(標準)
q	1o	7o	1o	7o