解析电源管理芯片IP5306及应用电路 |
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全面解析 电源管理芯片IP5306及应用电路 ,主要分为以下几个方面: 一、什么是IP5306 二、IP5306特性 三、IP5306引脚说明 四、IP5306典型应用电路 五、IP5305常见问题 六、总结 一、什么是IP5306 IP5306是一款集成升压转换器、锂电池充电管理、电池电量指示的多功能电源管理SOC,为移动电源提供完整的电源解决方案。 IP5306的高集成度与丰富功能,使其在应用时仅需极少的外围器件,并有效减小整体方案的尺寸,降低BOM成本。 IP5306只需一个电感实现降压与升压功能。 可以支持低成本电感和电容。IP5306的同步升压系统提供最大2.4A输出电流,转换效率高至92%。 空载时,自动进入休眠状态,静态电流降至100uA。 IP5306采用开关充电技术,提供最大2.1A电流,充电效率高至91%。 内置IC温度和输入电压智能调节充电电流,支持1、2、3、4 颗LED电量显示。 二、IP5306特性 (1)同步开关充放电 · 2.4A 同步升压转换,2.1A 同步开关充电 · 升压效率高达 92% · 充电效率高达 91% · 内置电源路径管理,支持边充边放 (2)充电 · 自适应充电电流调节,自适应适配器 · 支持 4.20/4.30/4.35/4.40V 电池 (3)电量显示 · 支持 4,3,2,1 颗 LED 电量显示 (4)功能丰富 · 按键开机 · 内置照明灯驱动 · 自动检测手机插入和拔出 (5)低功耗 · 智能识别负载,自动进待机 · 待机功耗小于 100 µA (6)BOM 极简 · 功率 MOS 内置,单电感实现充放电 (7)多重保护、高可靠性 · 输出过流、过压、短路保护 · 输入过压、过充、过放、过流放电保护 · 整机过温保护 · ESD 4KV,瞬间耐压 12V (8)深度定制 · 可定制 I2C 接口,可灵活、低成本定制方案 · 定制型号 IP5306_I2C 三、IP5306引脚封装
图 2 IP5306引脚封装
四、IP5306典型电路图
图 3 IP5306简化应用原理图
图 4 IP5306典型应用电路图 从该图中我们看到该电路只使用了一颗1uH的电感,而且没有看到传统开关升降压电路的续流二极管,可以猜测到 器件内部是集成了MOS管进行同步整流的。 这样也提高了电能的转换效率。 IP5306最多可以驱动4颗Led灯用于电量指示和1颗照明Led。 对于电量指示,可以设计成小于等于4颗电量指示灯。另外此电路还有一颗照明Led灯珠D5,不需要的也可以省去。 IP5306可识别长按键和短按键操作,不需要按键时 PIN5 脚悬空。 电路中按键的功能如下: (1)按键持续时间长于 50ms,但小于 2s, 即为短按动作,短按会打开电量显示灯和升压输出。 (2)按键持续时间长于 2s, 即为长按动作, 长按会开启或者关闭照明 LED。 (3)小于 50ms 的按键动作不会有任何响应。 (4)在 1s 内连续两次短按键,会关闭升压输出、电量显示和照明 LED。 如果IP5306没有焊接好,准备更换IP5306时,需要特别注意:该芯片的GND是底部的焊盘,如果更换前,没有给芯片底部焊盘加锡的话,用电烙铁焊直接焊上去,可能底部没有和PCB板上的焊盘接触到,导致芯片上的GND没有连接到PCB板上的GND,导致的结果就是测到的输出电压很低,只有2-3V,没有了升压。 原因是芯片底部GND与PCB之间脱焊所致。 五、IP5306常见问题 1. 开机半分钟自动休眠 官方手册中提到,负载自动检测时间 TloadD 负载电流持续小于 45mA 32 s时,芯片会自动进入休眠状态。 但实际应用中,此芯片个体差异很大,有部分芯片负载电流需要达到70mA以上才不会自动休眠,对试产阶段的产品很不友好。 解决方法: 1.在开机时,对5脚KEY输入50ms的脉冲,周期小于30S; 2.在芯片输出端接入阻值较小的电阻(大小根据实际需要的电流确定),使系统正常工作时电流足够大。 2. 不断关机重启 芯片不断关机重启很可能是芯片检测到过流或者短路引起的; 我曾在IP5306输出端接过PMOS以实现后端的电源开关,每次开启PMOS时,系统就会不断地关机重启; 用示波器抓芯片输出电压并没有持续的低电压出现,后来以为是PMOS后端的大电容充电触发了短路检测,但是拆掉电容后情况依旧。 官方手册过流及短路检测说明: 负载过流检测时间 TUVD 输出电压持续低于 4.4V 50 ms; 负载短路检测时间 TOCD 输出电流持续大于 4A 150 200 us。 解决方法: 在PMOS栅极加了一个100K和100nF的电容,使PMOS开启需要的时间变长,注意输出后端大电容; 3.芯片烧毁 芯片提到可以提供多种充放电防护,所以我直接按照手册把没有保护板的电池接到了IP5306的电池脚,后来经常出现机器用了几周后芯片烧毁的情况,芯片所有管脚对地都出现低阻状态,电池持续放电、发热导致芯片烧毁,电池损坏。 官方手册多重保护说明: 输出过流、过压、短路保护; 输入过压、过充、过放、过流放电保护; 整机过温保护; ESD 4KV,瞬间耐压 12V。 解决方法: 电池增加保护板,防止过冲过放,可以有效防止芯片烧毁。 六、总结 总的来说,大多数充电宝电路板采用IP5306 作为主控管理IC,IP5306作为一款集成升压转换器、锂电池充电管理、电池电量指示的多功能电源管理充电宝SOC,为移动电源充电宝提供完整的电源解决方案。 审核编辑:汤梓红 |
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