移动电源单芯片解决方案MP3411Ver.1.2概述MP3411是一款专为移动电源设计的单芯片解决方案IC,高度集成了充电管理模块、LED电量显示模块、同步升压放电管理模块的移动电源管理芯片,极大的简化了外围电路与元器件数量。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,提供最简单易用的低成本解决方案。MP3411采用的封装形式为SOP16。应用手机、平板电脑、GPS、电动工具等移动设备备用电源特点线性充电,同步升压放电,内置充电、放电功率MOS高达1A的可编程充电电流同步升压最大输出电流1A独创升压输出热调节技术涓流/恒流/恒压充电,并具有在无过热危险的情况下实现充电速率最大化的热调节功能C/10充电终止,自动再充电预设4.2V充电电压,精度达±1%放电模块过流、短路、过压、过温保护4颗LED电量显示、充放电指示及异常指示KEY键单击显示电量,双击开关手电筒在非充电模式下,升压模块常开,即插即用典型应用电路(5V/1A)LED3LED1LED2LED4LXOUTPGNDVDDKEYLIGHTOUTLXCinCbatLED1LED2Battery1uH1uF1uFOUT+OUT-D-D+USB-OUTUSB-INL1+-BATAGNDISETILED3.3nFRRC1KΩRRL100KΩR1C10.5ΩCout10uFLED3LED4BATBATLED5KEYR433ΩRIN0.2Ω 移动电源单芯片解决方案MP3411Ver.1.2PCBLAYOUT注意事项(重点):1.R1和C1必须尽量靠近LX引脚,LX引脚必须先经过R1和C1后再到电感。2.大小U口外壳要悬空,不要与系统地接在一起。3.Cbat尽量靠近BAT脚,Cin尽量靠近VDD脚,并且走线时都经过电容再到IC管脚。4.电感L与LX脚之间存在高频振荡,必须相互靠近并且尽量减小布线面积;其它敏感的器件必须远离电感以减小耦合效应。5.过孔会引起路径的高阻抗,如果设计中大电流需要通过过孔,建议使用多个过孔以减小阻抗。6.芯片AGND和PGND需要在芯片下面先汇合,再直接连到系统地,连接的铜箔需要短、粗且尽量保持完整,不被其他走线所截断。AGND不需要单独走线到系统地。管脚功能LED3LED1LED2LED4LXOUTPGNDVDDKEYLIGHTOUTBATAGNDISETILEDLX端口I/O功能描述名称管脚LX1,2OBOOST开关输出PGND3-功率地BAT4-电池正极VDD5I适配器正电压输入端ISET6I充电电流设定端AGND7-模拟地ILED8ILED指示电流设定端LED19OLED指示输出1LED210OLED指示输出2LED311OLED指示输出3LED412OLED指示输出4KEY13I多功能按键输入端LIGHT14OLED手电筒输出端OUT15,16O升压输出端 移动电源单芯片解决方案MP3411Ver.1.2功能框图VDDISETILED电性参数极限参数(注1)参数最小值最大值单位引脚电压-0.3+6V储存环境温度-65150℃工作环境温度-4085℃工作结温范围-40150℃HBM(人体放电模型)2K-VMM(机器放电模型)200-V注1:最大极限值是指超出该工作范围芯片可能会损坏。推荐工作条件输入电压-------------------------------2.9Vto5.5V工作结温范围----------------------------40℃to125℃环境温度范围----------------------------20℃to85℃ 移动电源单芯片解决方案MP3411Ver.1.2符号参数测试条件最小值典型值最大值单位充电部分(无特殊说明,VDD=5V,Ta=25℃)VDD充电输入电压4.455.5VIVDD输入电源电流待机模式(充电终止)-600-μAVFLOAT稳定输出(浮充)电压0℃≤TA≤85℃4.1584.24.242VIBAT恒流充电电流VBAT=3.7V,RISET=1KΩ0.911.1AITRIKL涓流充电电流VBATVTRIKL,RISET=1KΩ90100110mAVTRIKL涓流充电阈值电压VBAT上升2.82.93.0VVTRHYS涓流充电迟滞电压-100-mVVUVVDD欠压闭锁阈值电压VDD从低至高2.93.03.1VVUVHYSVDD欠压闭锁迟滞0.150.20.25VVASDVDD-VBAT闭锁阈值电压VDD从低到高60100140mVVDD从高到低53050ITERM终止电流门限RISET=1KΩ-100-mAΔVRECHRG再充电电池门限电压VFLOAT-VRECHRG100150200mVTLIM限定温度模式中的结温-100-℃RON功率FET导通电阻-600-mΩIRCISET引脚上拉电流-2-uAVRCISET引脚电压RISET=10KΩ-1-V放电部分(无特殊说明,VBAT=3.7V,Ta=25℃)VBAT电池工作电压2.94.35VVOUT额定输出电压VBAT=3.7V4.855.2VISTDB待机电流-120-μAVUV_BAT电池欠压闭锁阈值电压VBAT下降2.852.92.95VVHYS_BAT电池欠压闭锁迟滞VBAT上升0.20.30.4VFSW工作频率Ta=60℃-1-MHzIOUT输出电流VBAT=2.9~4.2VVOUT=5V-1-AILIM周期电流限制-2-Aη转换效率VBAT=4.2VVOUT=5.0V&IOUT=1A90--%DMAX最大占空比-85-%IEND放电结束电流-20-mATOV过温保护-150-℃THYS过温保护滞回-20-℃VRIPPLE输出纹波电压VOUT=5.0V&IOUT=1A-100-mVTSHUT输出无负载关闭检测时间-16-SVSHORT短路保护电压-4.3-VLED及KEY键部分(无特殊说明,VBAT=3.7V,Ta=25℃)VFLHFLH驱动压降ILED=100mA-0.9-VVRLRL引脚电压充电模式或放电模式0.450.50.55VFLEDx_CLEDx充电/低电量闪烁频率-1-Hz 移动电源单芯片解决方案MP3411Ver.1.2TDKEY检测双击KEY键时间-1-SIKEYKEY引脚上拉电流-45-μA功能说明:充电模式MP3411内部集成一颗完整的充电模块,利用芯片内部的功率管对电池进行涓流、恒流和恒压充电。充电电流由ISET引脚外部设定,最大持续充电电流为1A,不需要另加阻流二极管和电流检测电阻。芯片内部的功率管理电路在芯片的结温超过100℃时自动降低充电电流,直到150℃以上将电流减小至0。这个功能可以使用户最大限度的利用芯片的功率处理能力,不用担心芯片过热而损坏芯片或者外部元器件。当VDD的输入电压超过3.0V并且大于电池电压时,充电模块开始对电池充电。如果电池电压低于2.9V,充电模块用小电流对电池进行预充电。当电池电压超过2.9V时,充电器采用恒流模式对电池充电。当电池电压接近4.2V时,充电电流逐渐减小,系统进入恒压充电模式。当充电电流减小到充电结束阈值时,充电周期结束,完整的充电过程为涓流-恒流-恒压。充电结束阈值是恒流充电电流的10%。当电池电压降到再充电阈值以下时,自动开始新的充电周期。充电电流是采用一个连接在ISET管脚与GND之间的电阻器来设定的,设定电阻器和充电电流则采用下列公式来计算:RISET=1000/ICH(误差±10%)升压输出模式MP3411提供一路同步升压输出,集成功率MOS,可提供5V/1A输出,效率高达90%。MP3411采用1MHz的开关频率,可有效减小外部元件尺寸。在非充电模式下,芯片默认工作在升压输出状态,空载电流为120uA。升压输出为芯片内部设定的5V,在重载的状况下,MP3411工作在固定频率1MHz,并且逐周期限流,当负载的电流逐渐减小时,MP3411会进入间歇式输出模式,以保证输出电压调整能力。当负载电流低于20mA(典型值)超过16S后,输出电压仍然保持5V,LED1~LED4灭,提醒 移动电源单芯片解决方案MP3411Ver.1.2用户外接设备充电已结束。当电池电压低于2.9V以后,升压模块会被锁定在关闭状态,防止虚电反弹后升压模块重新开启,这时只有插入适配器或单击KEY键可以解除锁定,同时要求电池电压大于3.2V以上升压模块才会重新启动。MP3411提供输出过流、过压、短路、过热以及电池欠压等多种异常保护,可以有效保护电池及系统安全。在发生输出过流、短路及过温情况时,芯片关闭升压模块,在200mS后重新启动,若异常未解除则芯片不断关闭重启(称之为打嗝模式)。MP3411通过控制续流PMOS可以有效阻止输出电流的倒灌。KEY键功能MP3411提供多功能KEY键,在非充电模式下单击KEY键,LED1~LED4显示电池电量,16s后关闭。单击KEY键可以解除升压模块UVLO锁定。在1s内双击KEY键可以开关手电筒。系统管理MP3411充电优先,如果负载与充电电源都有接入的情况,系统将单纯工作在充电模式,无升压输出。只有将充电电源移除,系统才进入升压输出模式。LED指示和手电筒LED1~LED4为PMOS漏极输出,分别外接LED灯来指示充放电状态与电量;LIGHT引脚为NMOS漏极输出,外接LED5为LED手电筒:1)充电时LED1~LED4一直工作在指示充电状态,达到电量的LED常亮,当前最高电量的LED以1Hz频率闪烁;2)电池充满后LED1~LED4常亮;3)拔掉充电电源后LED1~LED4灭;4)待机状态下,若按下按键,LED1~LED4显示电池电量,16S后关闭;5)正常放电时,LED1~LED4根据电池电压指示当前电量,达到电量的LED常亮,若电池电压低于3.2V且大于2.9V时,LED1以1Hz闪烁,LED2~LED4灭,提醒用户电量过低;当电池电压低于2.9V时,升压模块关闭,进入低压保护模式,LED1~LED4灭。电池电压回至3.2V以上才可以再次放电;6)放电结束,即放电电流小于20mA(典型值)16秒后,LED1~LED4灭,输出保持5V;7)在充电过程中,如果发生异常,无法充电时,LED1~LED4灭。在放电过程中,如果发生短路保护、过流保护、过温保护,LED1~LED4灭,芯片进入打嗝输出模式。8)在1s内双击KEY键可以开关手电筒,LIGHT用来驱动手电筒,最大驱动电流为100mA。电池电压(V)充电放电/单击电量显示LED1LED2LED3LED4LED1LED2LED3LED4VBAT≥4.2亮亮亮亮亮亮亮亮3.9≤VBAT<4.2亮亮亮1Hz亮亮亮亮3.7≤VBAT<3.9亮亮1Hz灭亮亮亮灭3.5≤VBAT<3.7亮1Hz灭灭亮亮灭灭3.2≤VBAT<3.51Hz灭灭灭亮灭灭灭2.9≤VBAT<3.21Hz灭灭灭1Hz灭灭灭VBAT<2.91Hz灭灭灭灭灭灭灭 移动电源单芯片解决方案MP3411Ver.1.2芯片SOP16封装示意图Allspecsandapplicationsshownabovesubjecttochangewithoutpriornotice.(以上电路及规格仅供参考,如本公司进行修正,恕不另行通知)