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2A充电、3A升压输出移动电源二合一芯片

 

描述

ASC8826是充电、升压移动电源二合一芯片，采用外置功率管，充电、升压共用电感，充电电流可达2A以上，升压采用同步整流方式，输出负载电流可达3A、效率可达到90%以上。

ASC8826采用TSSSOP-16封装.

 

应用

● 移动电源

● 手持设备

● 平板电脑

 

 

 

 

 

特点

●  5V、3A升压输出

● 升压输出带限流功能，限流值可通过外接电阻调整

● 采用同步整流方式，效率可达90%以上

● 充电电流可达2A以上

● 充饱电压精度0.5%

● 电池充饱电压可调

● 恒流充电电流外接电阻可调

● 软启动

● 采用TSSOP-16封装

 

 

 

 

        

 

典型应用

 

图1、典型应用图，Q2、Q3为PMOS，Q1为NMOS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

额定数值

 

• 最大输入电压………..………………………6.5V
• 管脚电压…………………...…….……-0.3V to 6.5V
• 工作温度范围…………...……….……-20℃～70℃
• 储藏温度……………………………-60℃～125℃
• Lead Temperature………………..…   260℃
• HBM ESD Level..............................   2000V

 

推荐工作条件

	最小	典型	最大	单位
输入电压, 管脚VIN	4.5	5.0	6.5	V
工作温度	-20		70	℃

 

 

管脚定义

图2. ASC8826管脚定义

 

表1:管脚功能定义

管脚序号	名称	I/O	描述
1	LDRI	O	NMOS管驱动管脚
2	CHG(______)	O	漏极输出，外接红色LED灯，正常充电下拉，指示充电状态
3	VREG	O	内部供电电源，外接1uF电容稳压
4	GND	I	地
5	FB	I	升压输出反馈端
6	ILIM	O	外接电阻到地设置升压输出限流
7	EN	I	升压使能管脚，无5V电源输入且该管脚为高则升压使能
8	ISET	O	与地之间外接电阻，设置恒流充电电流
9	VTRIM	O	充饱电压微调管脚
10	COMP1	O	充电环路补偿管脚，外接470nF电容到地
11	COMP2	O	升压环路补偿管脚，通过10K电阻串联4.7nF电容到地
12	SNS	I	电流检测正端输入. 在SNS与BAT管个脚之间连接检流电阻RSNS
13	BAT	I	电池输入端
14	VIN	I	模拟电源输入
15	SYS	O	5V升压输出端口
16	HDRI	O	PMOS管驱动管脚

 

 

 

电学参数

参数	符号	条件	最小	典型	最大	单位
充电管理电学参数，VIN=5V, TA=25℃.
输入电压范围	VIN		4.2		6.5	V
静态电流	IQ				2	mA
电池反灌电流(升压不工作)		VBAT=4.2V			10	uA
充饱电压	VREG		4.16	4.19	4.22	V
恒流充电
恒流充电电流范围	ICC	3.0V<VBAT<4.1V	200		2000	mA
恒流充电设置电压	VISET			1.5		V
恒流充电电流设定比例	KISET		见后面详细计算公式			V/A
预充电电流、充饱电流
预充电电池电压阈值	VLOWV			3		V
预充电电流/恒流充电电流	KPRE			1/5
电池充饱转灯电流	ITERM			100		mA
PWM
振荡器频率	fOSC		500	550	600	KHz
电池保护
输出短路检测电压	VSHORT			2		V
升压输出电学参数，VBAT=3.7V, TA=25℃.
电池电压范围	VIN		3		4.35	V
静态电流	IQ				2	mA
反馈电压
FB反馈电压	VFB			1.2		V
FB反馈电压精度			-1.5%		+1.5%
MOS管驱动参数
驱动输出上升时间	TR	Cload =2nF,10%到90%		20		ns
驱动输出下降时间	TF	Cload =2nF,10%到90%		20		ns
死区时间	Tdead			60		ns
过压保护电压
FB过压保护电压	VOVP			1.3		V
升压负载电流限制
ILIM电压	VILIM		0.000015RILIM			V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

应用说明

1、充电、升压使能

ASC8826的充电功能在有5V电源输入的情况下自动开启，拔掉电源则停止工作。在5V电源输入的情况下(即工作在充电模式)，升压功能被禁止。没有5V电源输入，则可以通过控制EN脚来控制升压工作，EN为高，升压输出5V。

 

2、充电状态指示

ASC8826有一个漏极开路的输出驱动端口CHG(______)，在充电过程当中，CHG(______)下拉，红灯亮；当充电电流下降到转灯电流，CHG(______)为高阻态，红灯熄灭。请注意CHG(______)只有下拉能力，如果不需要红灯指示，则需要外接一个10K左右电阻到电源。

 

3、电池充饱状态检测

ASC8826判断电池是否充饱需要两个条件，一是电池电压高于4.1V,二是充电电流小于设定的充饱电流.ASC8826会检测充电电流，当电池电压高于4.1V，充电电流下降到低于充饱电流时，芯片给出充电完成(EOC)信号，CHG(______)为高、红灯熄灭指示电池充电完成。

 

4、电流检测电阻选择

ASC8826的充电、升压共同使用一个电阻RSNS检测电流，RSNS越大则检测电流精度越高，同时会降低充电、升压效率，因此建议取值25mΩ(两个50mΩ并联)或者20mΩ。同时电阻的封装要考虑到实际承受功率。

 

5、恒流充电电流设置

ASC8826的恒流充电电流由ISET管脚电阻RISET和检流电阻RSNS共同决定，RSNS由于连接功率通路，不能随意取值，所以一般通过设置RISET来设置恒流充电电流。RISET与恒流充电电流之间为线形反比关系，公式如下：

其中KISET为常数，典型情况下KISET=960.假如RISET=24K，RSNS=25mΩ，则可以计算得到恒流充电电流ICHG=1.6A.

 

6、电池充饱电压调整

通过VTRIM外接电阻到地可以调整基准电压，从而上调电池充饱电压(如图3)。假设充饱电压为VF, 如果需要调整VF 到(VF+DV), 需要在管脚VTRIM和GND之间接入电阻R，R可以按下式近似计算：

图3. 充饱电压调整示意图

 

7、充电环路稳定性补偿

ASC8826通过COMP1管脚补偿充电环路，COMP1管脚外接一个470nF电容到地即可保证环路稳定。

 

8、升压环路稳定性补偿

ASC8826通过COMP2管脚补偿升压环路，COMP2接10K电阻串联4.7nF的电容到地，如图1所示。

 

9、功率管选择

如图1所示，上端Q3为PMOS，下端Q1为NMOS，由于电池电压范围在3V到4.35V之间，芯片工作在低电压模式，因此建议选择低阈值电压的功率MOS管，NMOS可选择8205(SOT23-6封装，双NMOS)，PMOS可选择2301、3401等。

在负载较重的情况下，比如3A升压输出，MOS管的导通阻抗将极大地影响升压效率，因此建议在输出负载较重或者发现升压效率不够的情况，选择SOP-8封装的功率MOS。

 

10、升压输出电容选择

理论上升压输出端的电容越大越好，但是考虑到整体PCBA成本，建议输出端加2个22uF的贴片电容。如果成本要求更低，建议升压输出电容做到20uF。

 

11、升压限流

ASC8826通过ILIM管脚外接电阻进行升压限流设置。ILIM外接电阻越大则VILIM越高，则升压限流值越大。ASC8826的限流原理是当RSNS上的电流超过设定值时，关掉Q1(图1所示)，所以实际上是通过限制电池输出电流达到限制升压输出电流的目的。因此，设定电流限制值之后，随着电池电压的变化，升压输出的电流限制值会有一些变化。

假设升压输出限流为Iout_lim，通过RILIM和电池电压Vbat可以计算出升压限流值：

其中RILIM为ILIM管脚的外接电容，Vout为升压输出电压，KILIM为常数，ASC8826设置常数KILIM=3.3X10-5.

公式仅供参考，以实际调试为准。

 

12、PCB版图建议

1、电容尽量靠近相应的管脚，特别是5V电源输入管脚的稳压电容；

2、功率地和模拟地需要分开走线，其中升压输出电容的地、输出反馈电阻的地、功率管的地、电池地均为功率地，功率地流过的电流很大，因此金属走线尽量宽、短；

3、功率管的栅极驱动信号线尽量走短，不要绕太长；

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

封装

 

符号	单位毫米		单位英寸
	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(标准)		0.01(标准)
q	1o	7o	1o	7o