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1、TP4302B 深圳深圳市市崇文崇文科技科技有有限限公司公司 Ver1 4 Shenzhen TPOWER Semiconductor 1 概概述述 TP4302B 是一款专为移动电源设计的同步升压的单芯片解 决方案 内部集成了线性充电管理模块 同步放电管理模块 电量检测与 LED 指示模块 保护模块 TP4302B 内置充电与放电功率 MOS 充电电流可以设定 最大充电电流为 1 2A 同步升压最大输出为 2A TP4302B 内部集成了温度补偿 过温保护 过充与过放保 护 输出过压保护 输出重载保护 输出短路保护等多重 安全保护功能以保证芯片和锂离子电池的安全 应用电路简 单 只需很少元件
2、便可实现充电管理与放电管理 特点特点 放电输出 5V 2A 充电电流 最大 1 2 A 效率高达 93 BAT 放电终止电压 2 9V 可定制 3 档或 5 档电量指示 可选 4 2V 4 35V 充电电压 最大 10uA 待机电流 智能温度控制与过温保护 集成输出过压保护 短路保护 重载保护 集成过充与过放保护 支持涓流模式以及零电压充电 支持手电筒功能 最大输出 100mA 封装形式 ESOP16 应应用用 移动电源 典典型型应应用用应应用用电电路路 TP4302B 深圳深圳市市崇文崇文科技科技有有限限公司公司 Ver1 4 Shenzhen TPOWER Semiconductor 2
3、管管脚脚 管管脚脚描描述述 管脚号管脚号 管管脚脚名名称称 描描述述 1 SW 开关端 2 SW 开关端 3 PGND 功率地 4 PGND 功率地 5 AGND 模拟地 6 VDD 电源输入端 7 BAT 锂离子电池正极 8 LED4 PMOS 漏极输出电量指示端 外接电量指示 LED 灯到 GND 9 LED3 PMOS 漏极输出电量指示端 外接电量指示 LED 灯到 GND 10 LED2 PMOS 漏极输出电量指示端 外接电量指示 LED 灯到 GND 11 LED1 PMOS 漏极输出电量指示端 外接电量指示 LED 灯到 GND 12 LIT NMOS 开漏手电筒照明输出端 可以驱
4、动 100mA 的 LED 灯用于手电筒照明 13 OUTN 升压输出负极端 14 OUTP 升压输出正极端以及输出电压采样端 15 SWT 手电筒和电量指示使能端 接按键到 GND 短按按键显示电量 长按按键 1 2S 手电筒打开或关闭 16 ISET 充电电流设定端 外接一电阻到 GND 用于设定充电电流 TP4302B 深圳深圳市市崇文崇文科技科技有有限限公司公司 Ver1 4 Shenzhen TPOWER Semiconductor 3 极限参数 注极限参数 注 1 参参数数 额定值额定值 单单位位 PGND to AGND 电压 0 3 0 3 V 其它引脚电压 0 3 7 V 充
5、电电流 1 3 A 储存环境温度 50 150 工作结温范围 40 150 HBM 2000 V MM 200 V 推推荐荐工工作作范范围围 符符号号 参参数数 参参数数范范围围 单单位位 VDD 充电输入电压 4 5 5 5 V IC 充电电流 1 2 A TOP 工作环境温度 20 85 注 1 最大极限值是指超出该工作范围芯片可能会损坏 推荐工作范围是指在该范围内芯片工作正常 但不完全保证满足 个 别性能指标 电气参数定义了器件在工作范围内并且在保证特定性能指标的测试条件下的直流和交流电气参数规范 对 于未给 定的上下限参数 该规范不予保证其精度 但其典型值合理反映了器件性能 TP430
6、2B 深圳深圳市市崇文崇文科技科技有有限限公司公司 Ver1 4 Shenzhen TPOWER Semiconductor 4 电电气气参参数数 无特殊说明 VDD 5V Ta 25 符符号号 参参数数 测测试试条条件件 最小值最小值 典型值典型值 最大值最大值 单单位位 VDD 充电输入电压 4 3 5 5 5 V VBAT 预设充电电压 针对 4 2V 规格 4 15 4 2 4 25 V 针对 4 35V 规格 4 30 4 35 4 4 V VRECHRG 再充电阈值电压 VBAT VRECHRG 100 mV VISET ISET 电压 RISET 1K 0 90 1 1 1 V
7、IBAT BAT 恒流充电电流 RISET 1K 恒流充电模式 900 1000 1100 mA ITRK BAT 涓流充电电流 RISET 1K 涓流充电模式 100 mA VTRK 涓流充电阈值电压 RISET 1K VBAT 上升 2 9 V VTRK HYS 涓流充电滞回电压 RISET 1K 100 mV TST 充电温度补偿阈值 110 TZERO 充电零电流温度 130 VUV BAT BAT 欠压锁定阈值电 压 VBAT 上升 3 15 V VWN BAT BAT 低压报警电压 VBAT 下降 3 05 V VBAT END BAT 放电终止电压 2 8 2 9 3 0 V I
8、SD BAT BAT 待机电流 VBAT 3 7V 5 10 uA VSD VDD VBAT 锁定阈值 VDD 上升 130 mV VDD 下降 60 mV VOUT 升压输出电压 ILOAD 1A VBAT 3 7V 4 8 5V 5 2 V TSD 过温保护阈值 温度上升 130 140 150 THYS 过温保护滞回 20 VLIT LIT 低电平电压 ILIT 100mA 0 6 V ILEDx LED1 LED4 驱动电流 BAT 3 7V 3 mA FLEDx C LEDx 充电闪烁频率 1 Hz FLED1 WN LED1 低电闪烁频率 2 Hz RON CHRG 充电 PMOS
9、 导通电阻 300 m RON NMOS 放电 NMOS 导通电阻 40 m RON PMOS 放电 PMOS 导通电阻 40 m FOSC 升压电路工作频率 400 500 600 KHz TP4302B 深圳深圳市市崇文崇文科技科技有有限限公司公司 Ver1 4 Shenzhen TPOWER Semiconductor 5 应应用用说说明明 恒温充电模式恒温充电模式 TP4302B 内部集成了温度反馈环路 充电时 如果芯片 内部的温度升高到 110 充电电流会随着芯片的温度升 高而降低 从而减小系统功耗 降低温升 当温度升高 到 130 时 充电电流减小为零 由于温度反馈控制 IC 工作
10、温度最终会稳定在 110 130 之间的某个值 充电电流设定充电电流设定 充电电流可以通过设定 ISET 引脚的电阻来设定 最大可 设定充电电流为 1 2A 电流设定关系如下式 I 1000 1V 过温保护过温保护 在充电或者放电时 如果芯片温度升高到 140 则芯片 停止工作以保护芯片以及锂离子电池 等到温度降低到 120 后再自动恢复工作 保护功能保护功能 TP4302B 集成了过充保护 过放保护 充电温度补偿 过温保护 输出过压保护 输出重载保护 输出短路保 护等多重保护机制 也可以额外再加一颗 DW01 对系统 进行双重保护 元件选择元件选择 1 输出电容 C2 C3 选择质量较好的低
11、 ESR 的贴片电容 否则会影响输出纹波 充电模式充电模式 CHRG R ISET 2 电感 L1 的饱和电流需大于 5A 否则因电感饱和可能 会导致芯片工作不正常 3 电阻 R2 对封装尺寸无要求 但是 R2 不能省略 如果充电之前锂离子电池电压低于 2 9V 为了保护电池 TP4302B 工作在涓流充电模式 此时充电电流为正常设 定电流的 1 7 当电池电压达到 2 9V 以后 TP4302B 进 入恒流充电模式 以设定的电流给电池充电 当电池电 压达到 4 2V 后 TP4302B 工作在恒压充电模式 此时 输出电压恒定 充电电流逐渐减小 当充电电流减小为 正常设定电流的 1 7 时 充
12、电过程结束 充电电流降为零 负载检测与低功耗智能待机负载检测与低功耗智能待机 负载插入 时 TP4302B 可以自动检测到负载并开启升压电 路工作 当负载拔掉 经过 16S 延时 升压电路关闭 IC 进入 低电流待机模式 待机电流减小到 10uA 以下 放电指示放电指示 放电时 LED1 LED4 根据电池电压指示当前电量 当 电池电压低于 3 05V 时 LED1 会以 2HZ 频率快闪进行 低电提示 手电照明输出手电照明输出 LIT 端可以驱动 LED 灯用于手电筒照明 最大驱动电流为 100mA 可以给 LED 串联电阻来减小指示手电灯的电 流 SWT 是手电照明使能端 如果长按 S1
13、键 1 5S 手电 筒打开 再次长按 S1 键 1 5S 手电筒输出关闭 电池低压保护电池低压保护 启动时 当 BAT 电压大于 3 2V 时 升压电路开始工作 工作过程中如果电池电压低于 3 05V 则 LED1 会以 2HZ 频率快闪提醒电量较低 当电池电压低于 2 9V 则放电 输出关闭 TP4302B 进入低电流待机模式 待机电流小 于 10uA 4 电阻 R1 为可选 R1 主要是减小充电时芯片所承受的 功耗降低芯片温度 这里需要根据 R1 的 实际功耗选择 封装尺寸 5 R5 和 C4 请预留贴片位置 根据实际 PCB layout 情 况以及 EMI 需要而添加 PCB 设计参考
14、设计参考 1 5V 输出端的 USB 外壳不能接 GND 需浮空 2 IC 下面敷铜散热 散热面积尽量大且散热的地方留一 些通孔增强散热 3 AGND PGND 直接打到 IC 下面的散热敷铜上 4 BAT 与地的电容 C5 靠近 IC 的 BAT 和 GND 管脚 BAT 和 BAT 需先经过 BAT 电容再到 IC 各 GND 走线 要尽量粗 空余的地方全部走 GND 5 应用图中红色 标记的两条路径为大电流路径 走线要 短且粗 尽量不 要过过孔 TP4302B 深圳深圳市市崇文崇文科技科技有有限限公司公司 Ver1 4 Shenzhen TPOWER Semiconductor 6 工作
15、状态与电量指示工作状态与电量指示 LED1 LED4 为充放电状态与电量指示引脚 须串联 LED 到 GND 不同状况时 LED 状态如下 接入 VDD 时 LED1 到 LED4 会依次全部点亮 然后再根据电池电量指示充电状态 达到电量的 LED 常量 当前电量 的 LED 以 1Hz 频率闪烁 充满电后 LED1 LED4 全亮 待机状态下 若按下按键 S1 显示电量 16S 后关闭 放电时 LED1 LED4 根据电池电压指示当前电量 若电池电压低于 3 05V LED1 会以 2HZ 的频率快闪提示电量低 直到电池电压低于 2 9V 关闭电路 进入低功耗低压保护模式 需要重新充电至 3
16、 2V 以上才可以再次放电 长按 S1 键 1 5S 手电筒打开 再次长按 S1 键 1 5S 手电筒输出关闭 LED1 LED4 工作状态表工作状态表 IC 型号 充电 放电 电池电压 V LED1 LED2 LED3 LED4 电池电压 V LED1 LED2 LED3 LED4 TP4302B VBAT 3 6 闪烁 灭 灭 灭 VBAT 2 9 灭 灭 灭 灭 2 9 VBAT 3 05 快闪 灭 灭 灭 3 05 VBAT 3 5 亮 灭 灭 灭 3 6 VBAT 3 75 亮 闪烁 灭 灭 3 5 VBAT 3 65 亮 亮 灭 灭 3 75 VBAT 3 9 亮 亮 闪烁 灭 3 65 VBAT 3 8 亮 亮 亮 灭 3 9 VBAT 4 2 亮 亮 亮 闪烁 3 8 VBAT 亮 亮 亮 亮 4 2 VBAT 亮 亮 亮 亮 注 上表中电池电压是 Typical 情况下标准电压 TP4302B 深圳深圳市市崇文崇文科技科技有有限限公司公司 Ver1 4 Shenzhen TPOWER Semiconductor 7 封封装装外外形形尺尺寸寸 ESOP16L 注明 本公
