升压充电管理芯片 ZCC5081E_电子/电路_工程科技_专业资料。5V升压8.4V/7.2V充电管理芯片
ZCC-China 无锡市至诚微电子有限公司 USB 5V 输入双节磷酸铁 锂电池串联应用升压充电管理 IC ZCC5081E 概要： 描述： ZCC5081E是一款5V输入，支持双节磷酸铁锂电池的 z 升压充电管理 IC。ZCC5081E 集成功率 MOS，采用 z 异步开关架构，使其在应用时仅需要极少的外围 z 器件，可有效减少整体方案尺寸，降低 BOM 成本。 z ZCC5081E 的升压开关充电转换器效率为 90%左 z 右。ZCC5081E 输入电压为 5V，内置自适应环路， z 可智能调节充电电流，防止拉挂适配器的输出， z 可匹配所有的 5V 适配器电源。 z z z 10W，2A 输入异步开关升压充电 升压充电效率 90% 自动调节输入电流，匹配所有适配器 支持 LED 充电状态指示 内置功率 MOS，精简外围电路 600Khz 开关频率，可支持 2.2uH 电感 内置输出过压、短路保护 内置输入欠压、过压保护 内置 IC 过温保护 ESD 4KV 静电防护 封装形式： ESOP8L 标准封装 典型应用图： 应用： z 蓝牙音箱 z 电子烟 z 对讲机 ‐ZCC5081E Datasheet ver1.0 1 无锡市至诚微电子有限公司 引脚排列及管脚定义： ZCC5081E ZCC-China 管脚序号 1 2 3 4 5 6 7 8 Thermal 管脚名称 VIN AGND LX VBS BAT ICHG VSEN STAT PGND 输入/输出 输入 地 输入 输入 输出 输入 输入 输出 地 功能说明 电源输入脚，外接 5V 电源正极 数字地 内部功率 MOS 漏极输入端，外接功率电感和二极管 外接 BOOST 升压输出端，外接升压输出和滤波电容 充电输出端，外接一颗滤波电容和双节锂电池 充电电流控制端口，外部通过电阻与地相接，可设置充电电流。 VIN 电压检测与 Shutdown 复用引脚，当 VSEN 达到或低于 1.2V 阈值自动降低充电电流； 当 VSEN 低于 0.4V 时，关断充电电路 充电状态指示端口，内部开漏输出，外接状态指示灯和限流电阻 功率地，需大面积良好接地和散热 功能框图 ‐china.net ZCC5081E Datasheet ver1.0 2 ZCC-China 无锡市至诚微电子有限公司 ZCC5081E ———————————————————————————————— 极限参数 参数 VDD VI TJ TSDR TSTG θJA HBM HMM 描述 无信号输入时供电电源电压 输入电压 结工作温度范围 引脚温度（焊接 10 秒） 存储温度范围 封装热阻‐‐‐芯片到环境热阻（ESOP8 封装） ESD 人体静电模式 ESD 机械静电模式 数值 8.0 ‐0.3 ~ VDD+0.3 ‐40 ~ 150 260 ‐65 ~ 150 40 ±4 ±4 单位 V V ℃ ℃ ℃ ℃/W KV KV 1. 上述参数仅仅是期间工作的极限值，不建议器件的工作条件超过此极限值，否则会对器件的 可靠性和寿命产生影响，甚至造成永久性损坏。 2. PCB 板防止 ZCC5081E 的地方需要有散热设计，使得 ZCC5081E 底部的散热片和散热区域紧密 相连，通过多个过孔和底层地紧密相连是不错的选择。 推荐工作环境 参数 VDD TA Tj 输入电压 环境温度范围 结温范围 描述 数值 3.44V~7.0 ‐40 ~ 85 ‐40 ~ 125 单位 V ℃ ℃ 产品订购信息 产品型号 封装形式 ZCC5081E ESOP‐8L ZCC5081E ESOP‐8L 器件标识 包装类型 管装 编带 数量 100pcs/管 10000pcs/盒 3000pcs/盘 ‐china.net ZCC5081E Datasheet ver1.0 3 ZCC-China 无锡市至诚微电子有限公司 ZCC5081E ———————————————————————————————— 电气参数：（除特殊说明外，VIN=5V，RICHG=6.8KΩ，L=2.2uH） 参数 VIN VUVLO △VUVLO VOVP △VOVP IDD 描述 电源电压 电源欠压保护阈值电压 电源欠压保护置回 电源过压保护阈值 电源过压保护置回 芯片静态电流 ISD 芯片关断电流 IBAT 电池漏电电流 VCV △VRCH VTRK VSHORT VTRON FSW RNFET RPFET VENH VENL VOVPB ICC ITC IBS ITERM AI VICHG VVSEN TSD △T 充电浮充电压 Recharge 电压 涓流截止电压 电池短路阈值 BLOCK 管完全导通电压 开关频率 开关 NMOS 导通阻抗 BLOCK PMOS 导通阻抗 VSEN 端关断逻辑高电平 VSEN 端关断逻辑低电平 BAT 端过压保护电压 恒流模式充电电流 涓流模式充电电流 短路模式充电电流 终止充电电流 电流放大倍数 ICHG 端恒流模式钳位电压 VSEN 端限流阈值电压 热保护温度 温度保护置回 测试条件 VIN 下降 VIN 上升保护后下降 无电池 VBAT＞VIN 0.6V＜VBAT＜VIN VBAT＜0.6V 充电完成 关断芯片 VBAT=7.20V VIN=0V VBAT＞VTRK VTRON=VBAT‐VIN RICHG=6.8K,VIN=5V AI=ICC/IICHG 最小值 典型值 最大值 3.60 5.0 7.0 3.45 100 6.23 500 1 10.0 11.0 8.0 22.0 3.8 0.02 7.15 7.20 7.25 200 4.6 1.6 170 600 80 120 0.6 0.4 7.60 1000 120 55 120 6800 1 1.2 140 30 单位 V V mV V mV mA uA uA V mV V V mV Khz mΩ mΩ V V V mA mA mA mA V V ℃ ℃ ‐china.net ZCC5081E Datasheet ver1.0 4 ZCC-China 无锡市至诚微电子有限公司 ZCC5081E ZCC5081E 功能简介和应用要点： 通过选择 RUP 和 RDOWN 的电阻值来确定输入电压的最低值 VINT，具 ZCC5081E 是一款 3.6V~5.5V 输入，1A 输出为双节磷酸铁/锂离子电 体计算公式如下（VSEN=1.2V）： 池充电的异步升压充电控制器。该升压开关充电转换器的工作频 率为 600Khz，并具有完善的充电保护功能。针对不同的应用场合， 可以灵活方便地调节外部电阻的阻值，设定充电电流的大小。针 充电电流的设定 对不同种类的适配器，芯片内置自适应电流调节环路，智能调节 ICHG 端的电阻值反映了充电电流的大小，根据不同的应用场合可以 充电电流大小，自动匹配各种适配器。该芯片将功率管内置，简 调节 ICHG 端 RCS 的大小来确定输出电流的大小。具体电路如下图所 化外围电路器件，同时降低了系统成本。 示： 充电过程 ZCC5081E 采用完成的涓流/恒流/恒压的充电模式。当 VBAT＜1.6，V 系统以 1/20 的设置电流为锂电池充电，为 0V 充电模式；当1.6V＜ VBAT＜4.6V，系统以 1/10 的设置电流为锂电池充电，为涓流充电模 式；当 4.6＜VBAT＜7.2V，系统以设定电流充电，为恒流充电模式； 当电池电压接近 7.2V 时，为恒压模式充电；进入恒压充电模式后， 恒流充电阶段充电电流的大小 ICC 和 RCS 的关系通过下式计算： 当充电电流低于 100mA，系统会停止充电，完成一个整周期的充 电循环。当电池充满后，电池电压又跌到 7.0V 以下系统重新开启， 为电池充电，为自动再充功能。 VIN 端输入电容的选择 保护功能 为防止 USB 热插拔引起的浪涌高电压对芯片造成损坏，需要在靠 ZCC5081E 具有完善的锂电池充电保护功能。当芯片出现输入端过 近 USB 电源输入端加 100uF 的电解电容，在芯片的 VIN 端加 1uF 的 压、输出端过压和过温状态，升压充电状态会立即关闭。当电池 陶瓷电容滤除杂波。 电压低于 VSHORT，输出欠压保护功能开启，主功率管关闭。BLOCK 升压输出端电容的选择 管会进入线 设定电流的给电池充电；当电池电 在升压输出的输出端，选取两颗 22uF 的陶瓷电容，尽量靠近肖特 压恢复到 VSHORT 以上，输出短路保护模式关闭，涓流模式启动。 基负端；选取 1uF 的陶瓷电容，尽量靠近 VBS 管脚，可有效滤除 自适应输入电流限制工能 高频杂波，提高系统的稳定性。 ZCC5081E 内置特殊的环路，可以自动调节充电电流的大小，防止 功率电感的选择 充电电流过大而拉低输入电压过多。当 VSEN 端的电压降低到阈值 在选用电感时，需要考虑以下因素： 1.2V 时，自适应环路就会自动调节升压单元的占空比，进而调节 z 确定电感的纹波电流。一般建议的电感纹波电流为电感平均 充电电流的大小，降低充电输入的压力。 电流的 40%，其计算公式为： 使能功能 VSEN 端除了具有自适应功能外，还具有芯片的使能功能。当 VSEN 电压低于 0.4V 时，芯片关断。 式中：FSW 为开关频率、ICC 为设定的充电电流。ZCC5081E 对 充电 LED 指示 不同的纹波幅度有很大的适应性，所以最终选用的电感取值即便 z 充电过程中常亮，充满电熄灭 稍微和计算的有所偏差，也不会影响系统的整体工作性能。 z 当输入过压、输出端过压或欠压，输出端过压、芯片过温或 z 电感的饱和电流。所选电感的饱和电流在全负载范围内一定 没有接电池等异常情况时，以 1.3Hz 闪烁。 要大于系统工作时电感的峰值电流。最低饱和电流计算如下： 自适应环路输入电压的计算 ZCC5081E 通过检测 VSEN 的电压来监测输入电压，当 VSEN 电压降 低到 1.2V 的阈值电压以下，ZCC5081E 的自适应环路开始工作，降 z 电感在特定系统工作频率下的 DRC 和磁芯损耗必须尽量低， 低系统的占空比来减小充电电流。输入电压监测网络如下图： 以获得较高的系统效率。 z 推荐使用的电感值为 2.2uH，饱和电流为 3.5A 的 CD54 功率 电感。 ————————————————————————————————————————————————— ‐china.net ZCC5081E Datasheet ver1.0 5 无锡市至诚微电子有限公司 ZCC5081E 充电模块线路、BOM 和 PCB ZCC5081E ZCC-China BOM ZCC5081E PCB 布线. 电源走线尽可能宽，单独从电源走线. BOOST 升压模块的主要电流回路走线. LX 回路尽量短，可有效降低 EMI 4. 电感和肖特基应当直接相连，短而粗，避免 过孔和跳线. 电源端的电容尽可能的靠近芯片 6. 芯片底部的散热片是功率地，应与大地铺实 铜相连，底部散热片与地要可靠焊接。 ____________________________________________________________________________________________________ ‐china.net ZCC5081E Datasheet ver1.0 6 产品封装：ESOP‐8L 无锡市至诚微电子有限公司 ZCC5081E ZCC-China ____________________________________________________________________________________________________ ‐china.net ZCC5081E Datasheet ver1.0 7