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文档简介
FUJITSUASSP电源用(充电电池用锂离子电池充电用DC/DC转换器概MB39A132是 款用于锂离子电池充电的脉宽调制方式()同步整流DC/DC转换器IC。该可分别控制充电电压和充电电流,支持N型MOS驱动,适用于降压转换。MB39A132内置独立于DC/DC转换器控制部分的AC适配器检测比较器,可控制系统的电压供给源。因为该的输入电压范围大,待机模式时功耗低,可高精度地控制充电电压和充电电流,用于笔记本电脑等的内置锂离子电池充电器最合适。特AC适配器检测功能(ACOK充电电压设定精 :0.5%(Ta=+25℃~+85无外接设定电阻也可设定充电电压(4.00V/节、4.20V/节、4.35V/节)内置两个高精度的电流检测放大器:输入补偿电压:3检测1mVINC1,+INC2=3V~无外接设定电阻也可设定充电电流(Rs=20m2.85A)通过外接电阻可设定开关频率(内置频率设定电容):100kHz~2(ICC=6A)AC内置支持NMOSFET的同步整流方式输出内置低VCC时充电停止功内置独立工作的AC适配器端电流检测放大封 :QFN-应Copyright©2008FUJITSUMICROELECTRONICSLIMITEDs----俯视图3231俯视图32313029282726VCC 24INC123+INC122ACIN21ACOK20INE319ADJ118 17 1112131415(LCC-32P-引脚引脚符功能描1基准电压,控制电路的电源引脚(电池端)2I电流检测放大器(CurrentAmp1)反相输入引3I电流检测放大器(CurrentAmp1)同相输入引4IAC适配器电压检测部分(ACComp.)的输入引脚5OAC适配器电压检测部分(ACComp.)的输出引脚ACIN=H:ACOK=Lo-Z,ACIN=L:ACOK=Hi-6I误差放大器(ErrorAmp3)的反相输入引7I误差放大器(ErrorAmp1)的同相输入引8O误差放大器(ErrorAmp1)的输出引脚9I误差放大器(ErrorAmp1)的反相输入引O电流检测放大器(CurrentAmp1)的输出引脚O电流检测放大器(CurrentAmp2)的输出引脚I电流检测放大器(CurrentAmp2)的同相输入引脚I电流检测放大器(CurrentAmp2)的反相输入引脚IADJ2引脚=GND~4.4V:充电电流控制部分输出=ADJ2引脚ADJ2引脚=4.6V~VREF:充电电流控制部分输出=1.5O误差放大器(ErrorAmp2)的输出引脚O误差放大器(ErrorAmp3)的输出引脚IIADJ3引脚= :充电电压4.00ADJ3引脚=1.1V~2.2V:充电电压=2ADJ3引脚/CellADJ3引脚=2.4V~3.9V:充电电压4.35V/CellADJ3引脚=4.1V~VREF:充电4.20O基准电压输出引接地引脚I电源控制CTL1引脚成为“H”电平DC/DC转换器部分进入工作模式。当CTL1引脚成为“L”电平,DC/DC转换器部分进入待机模式。ACOK功能和CurrentAmp1用电源引脚AC适配I将充电电压设定切2Cell3Cell4Cell的引脚CELLS=VREF4Cell、CELLS=OPEN3Cell、CELLS=GND2接地引脚O外接同步整流端FET栅极驱动引脚OFET驱动电路用电源引脚外接主端FET源极连接引脚O外接主端FET栅极驱动引脚在CB引脚和LX引脚之间连ICurrentAmp1用电源控制引脚CTL2引脚成为“H”电平CurrentAmp1进入工作状态CTL2引脚成为“L电平,进入待机模式项符条额定单最最电源电VCC引—+VVIN引—+VCB引脚输入电CB引—+VCTL1,CTL2引脚输入电CTL1,CTL2引—+V输入电-INC1INC1引—+V-INC2INC2BATT引—+VADJ1ADJ2,ADJ3CELLS脚—VVREF+V-INE1INE3引—VVREF+VACIN输入电ACIN引—VACOK引脚输出电ACOK引—+V输出电OUT1,OUT2引—+容许损Ta+254400*1,*2,1900*1,*2,Ta=+851760*1,*2,760*1,*2,保管温—+℃*1:Ta=25℃~85℃间的容许损耗,参照"■典型特性"[容许损耗-工作环境温度特性]图*2:贴装在10cm平方的双层环氧树脂板*3:将IC贴装在有散热通孔的双层环氧树脂板,IC的散热焊盘粘在*4:将IC贴装在无散热通孔的双层环氧树脂板,IC的散热焊盘粘在<注意事项>施加超出最大额定值的负荷(电压、电流、温度等)可能会损坏半导体器件。因此,需注意每个项目,切勿项符条规格单最典最电源电VCC引8VVIN引8VCB引脚输入电CB引V基准电压输出电—0VB输出电—0输入电-INC1INC1引0V-INC2INC2,BATT引0VADJ1引0VVREFVADJ2引脚(内置基准电压使V0VADJ2(外部VADJ3引脚(内置基准电压使用时VV0VADJ3(外部VCELLS引0V-INE1INE3引0VACIN引脚输入电0VACOK引脚输出电0VACOK引脚输出电01CTL1CTL2引脚输入0V输出电OUT1,OUT2引—+OUT1,OUT2引Duty5%(t=1/fosc—+开关频频率设定RT引软启动电CS引CB引脚电VB输出电VB引基准电压输出电VREF引工作环境—++℃<注意事项>工作条件是保证半导体器件正常工作的条件。在该条件范围内可保证电气特性的规格值。务必在工作条件下使用该器件。超出条件的使用对器件的可靠性产生不良影响。对于未记载项目、使用条件和逻辑组合的使用,不做任何保证。如需在未记载条件下使用,务必事先与本公司的销售部门联系。
项符引条规格单最典最基准电压基准电V项符引条规格单最典最基准电压基准电VTa=-10℃~+85V输入稳定VCC引脚=8V~251负载稳定VREF引脚=0mA~1短路时输出VREF引脚=1———[OSC]开关频RT引脚=33频率温度变动Ta=-30℃~+85%[Error输入失调电7COMP1引脚=25输入偏7ADJ1引脚=0—互8[Error阈值电ADJ2引脚=VREF引V互[Error阈值电COMP3引脚=2Ta=+25℃~+85℃ADJ3引脚=CELLS引脚=VREF引脚—0+%COMP3引脚=2Ta=+25℃~+85ADJ3引脚=CELLS引脚VREF引—0+%COMP3引脚=2Ta=+25℃~+852.4VADJ33.9CELLS引脚=VREF引—0+%COMP3引脚=2Ta=+25℃~+852.4VADJ33.9CELLS引脚=VREF引—0+%COMP3引脚=2Ta=25℃~+85℃ADJ3引脚=GND引脚,CELLS引脚=VREF—0+%COMP3引脚=2Ta=25℃~+85℃ADJ3引脚=GND引脚,CELLS引脚=VREF—0+%输入电2.4VADJ33.9CELLS引脚=VREF引BATT引脚=16.8VCC引脚=0V,BATT引脚=16.8V01互(转下页(Ta(Ta=+25℃、VCC引脚=19V、VB引脚=0mA、VREF引脚=0项符引条规格单最典最输入电3+INC1引脚=3V~VCCVin=-100+INC2引脚=3V~VCCVin=-100-INC1引脚=-INC2引脚=3VVCCVin=-100+INC1引脚=+INC2引脚=0.1Vin=-100——-INC1引脚=-INC2引脚=0.1Vin=-100——输入补偿+INC1引脚=+INC2引脚=3~VCC引234+INC1引脚=+INC2引脚0V~3135输入电压0V电压增+INC1引脚=+INC2引脚Vin=-100频AV=0输出电V+INC1引脚=+INC2引脚3V~VCC引输出拉电OUTC1引脚=OUTC2引脚=2——输出灌电OUTC1引脚=OUTC2引脚=2OUTC1引输出电VIN引脚=00V比较器[阈值电占空比=0%V占空比=100V输出部输出导通OUT1,OUT2引脚=4547OUT1,OUT2引脚=451控制部工作条IC工作2V待机条IC待机0V输入电CTL1,CTL2引脚=5CTL1,CTL2引脚=001(转下页项符引条规格单最典最VB输出电V负载稳压误VB引脚=0mA~10CS阈VV滞回幅V欠压锁定电路阈值电1VCC引V1VCC引V滞回幅1VCC引V阈值电VB引VVB引V滞回幅VB引V阈值电VREF引VVREF引V滞回幅VREF引V过流检测部分[OverCurrent输出电-INC2引脚=12.6V阈值电1BATT引脚=12.6V1BATT引脚=12.6V滞回幅1BATT引脚=12.6VAC适配器电压[AC阈值电4V4V滞回幅4输入电I-4ACOK引脚漏电5ACOK引脚=2501ACOK引脚输“L”电平5ACOK引脚=1V(转下页(承上页(Ta=+25℃、VCC引脚=19V、VB引脚=0mA、VREF引脚=0项符引条规格单最典最阈值电4.2V/CellV4.35V/CellV4.0V/CellV输入电ADJ3引01输入电4CellVVREF-V3CellV2Cell0V输入电CELLS引脚=0——CELLS引脚=VREF5阈值电V输入电ADJ2引01软启动部充电电———IC全待机电VIN引脚=19V,ACIN引脚=001VCCCTL1CTL2引脚=0V,ACIN引脚=5V,VIN引脚=1961VINCTL1CTL2引脚=0V,ACIN引脚=0V,VCC引脚=1901电源电VIN引脚=19V,VCC引脚=0V,ACIN引脚=5CTL1引脚=0V,CTL2引脚=5V1VIN引脚=0V,VCC引脚=19V,ACIN引脚=0CTL1引脚=5V,CTL2引脚=0VIN引脚=19V,ACIN引脚=5CTL2引脚=5*:该值并非规格值,请作为设计时的参考使用VTHVVREFVTHVVREFICTL1VTHVVREFIccIccVVREF电源电流电源电流-基准电压-564543电2 Ta=+电 VCTL1=5压电2100Ta=+25°CVCTL1=5VIVREF=00055电源电压Vcc电源电压Vcc基准电压负载电CTL1引脚输入电流基准-CTL引脚输入电压流电Ta=+25°CVVCC=19VIVREF=0入准基Ta=+25°CVVCC=19VVCTL1=5V引40 005负载电流IREF(CTL1引脚输入电压VCTL1误差放大器阈值电压-工作误差放大器阈值电压-工作环境温度压电值阈器大放差误压VVCC=19VVCTL1=5V电值阈器大放差误VVCC=19VVCTL1=5V +20+40+60+800+20+40+60+80工作环境温度Ta(工作环境温度Ta(VVR=foscfoscVVR=foscfoscPDfosc误差放大器阈误差放大器阈值电压-工作基准电压-工作环境温度压VVCC=19VVCTL1=5VIVREF=0电值 阈器大放压电准基差误 0+20+60+80 +20+40+60+80工作环境温度Ta(工作环境温度Ta(三角波振荡频率-工作三角波振荡频率-率Ta=+2°CVVCC=19VCTL1=5V频荡振波角三 +20+40+601工作环境温度Ta(设定电阻RT(三角波振荡频率-容许损耗-工作环境温度率频有散热三450耗无散热 +20+40+60+80电源电VCC工作环境温度Ta(VVCC=19VVCTL1=5VVCELLS=5VTHVVREFVCC19CTL15T=+=V=MB39A132是款用于电池充电的同步整流DC/DC转换器IC。该控制充到电池的电压和电流,采用脉宽调制方式()为锂离子电池充电,支持N型MOS驱动。为了稳定地从AC适配器及电池向系统供电,该具备充电控制功能和AC适配器电压检测功能。充电电压控制(恒电压模式)时,通过输入到ADJ3引脚和CELLS引脚的电压可任意设定充电电压。通过误差放大器(ErrorAmp3)比较BATT引脚电压和基准电压,输出控制信号,输出高精度充电电压。充电电流控制(恒电流模式)时,将充电电流检测电阻(Rs)两端的电压通过电流检测放大器(CurretAmp2)放大25倍,输出到OUC2引脚。电流检测放大器(CrretAp2)的输出电压和ADJ2引脚的设定电压通过误差放大器(ErrrAp)比较后,输出控制信号,进行恒电流充电。在AC适配器电力控制时,若AC适配器的输出电压下降,造成的+INC1引脚与-INC1引脚的压差通过电流检测放大(CurrentAmp1)放大25倍,放大后的电压值输出到OUTC1引脚。电流检测放大器(CurrentAmp1)的输出电压和ADJ1引脚的电压通过误差放大器(ErrorAmp1)比较后,输出控制信号,对充电电流进行控制以保持AC适配器电力的稳三角波振荡器生成的三角波电压和误差放大器输出电压(ErrorAmp1,ErrorAmp2,ErrorAmp3)中最低的电位比较,三角波的电压低于误差放大器的输出电压的期间内,主端FET接通。此外,ACComp.检测AC适配器是连接还是拔掉,并将该信息通过ACOK引脚输出DC/DC基准电压部分基准电压电路利用VCC引脚(引脚1)供给的电压生成有温度补偿的稳定电压(5.0V标准),作为IC电路的基准电此外,该电路可从基准电压VREF引脚(21)取得高达1mA的负载电流三角波振荡器部分三角波振荡器部分内置用于频率设定的电容器,通过在RT引脚(引脚20)上连接频率设定电阻生成三角波振荡波形。三角波输入到IC的比较器。三角波fosc误差放大(Error误差放大器(ErrorAmp1)检测电流检测放大器(CurrentAmp1)的输出信号并输出控制信号。此外,在COMP1引脚(引脚8)连接电阻和电容器,可为系统提供稳定的相位补偿。误差放大器(Error Amp2)的输出信号,与充电电流控制部分的输出比较并输出控制信号以控制充电电流。此外,在COMP2引脚(引脚15)连接电阻和电容器,可为系统提供稳定的相位补偿误差放大(Error误差放大器(ErrorAmp3)检测DC/DC转换器的输出电压(电池充电电压),与VOREFINControl部分的输出比较并输出控制信号。ADJ3引脚(18)上外接充电电压设定电阻,可任意2~4串电池的充电电压。此外,在COMP3引脚(引脚16)连接电阻和电容器,可为系统提供稳定的相位补偿。电流检测放大器部分(Current电流检测放大器(CurrentAmp1)将+INC1引脚3-INC1引脚2的压差扩25倍后将信号输出到10)电流检测放大器部分(Current电流检测放大器(CurrentAmp2)+INC2引脚(12)-INC2(引脚13)检测充电电流检(RS)两端的压差,并将放大25倍的信号输出到误差放大器(ErrorAmp2)的反相输入引脚和OUTC2引脚(引脚11)。比较器部分(Comp.)根据误差放大器(ErrorAmp1~ErrorAmp3)的输出电压控制输出方波占空-脉宽转换三角波振荡器生成的三角波电压和3个误差放大器输出电压中最低的电压做比较,期间,外接主端FET接通。输出输出部分在主端和同步整流端都以CMOS形式构成,可驱动外接N-OSFET电源控制部分电源控制部分控制DC/DC转换器运行。CTL1引脚(引脚23)“L”电平时,进入待机状态。待机状态下,仅AC适配器的检测功能还在工作(待机时的电源电流6A典型)。CTL1功能DC/DCAC适配器检LOFFON(工作状态HON(工作状态ON(工作状态CurrentAmp1控制部分CurrentAmp1控制部分控制CurrentAmp1工作。CTL2引脚(32)“H”电平时,CurrentAmp1进入工作状态。充电完成后CTL1引脚23置为“L电平且CTL2(32置为“H”电平,可设置为只CurrentAmp1和AC适CTL2功能CurrentAC适配器检LOFFON(工作状态HON(工作状态ON(工作状态VBVB部分输出5V(典型),用于输出电路的电源和自举电路电压设定OFF时间控(Off-timeIC在高占空比下工作时,自举电容器CB两端的电压变低时,强制性地发OFF时间(0.3s)以CB充电保护功欠压锁定电路部分(VREF-基准电压(VREF)的瞬间压降可能会控制IC误动作,从而使系统发生损坏或劣化。为了防止这类误动作的发生,欠压锁定电路检测基准电压的压降,并将OUT1引脚(引脚30)和OUT2引脚(引脚27)固定在“L”电平。基准电压高于欠压锁定电路的阈值电压时,UVLO解除。保护电路(VREF-UVLO)工作时的功能UVLO工作时(VREF电压低于UVLO阈值电压),下记引脚的逻辑值固定LLLL欠压锁定电路部(VCC-UVLO,VB-输出电路用偏压(VB)启动时的瞬态和电源电压的瞬间压降可能会控制IC误动作,从而使系统发生损坏或劣化。为了防止这类误动作的发生,欠压锁定电路检测偏压的压降,并OUT1引脚(30)和OUT2(27)固定在“L”电平。电源电压及基准电压高于欠压锁定电路的阈值电压时,UVLO解除。保护电路(VCC-UVLO,VB-UVLO)工作时的功能UVLO(VCCVB电压低于各UVLO阈),下记引脚的逻辑值固定LLL低输入电压检测比较器部分(UVVCC1电压和BATT17电压,VCC引脚电压低于BATT0.1V)时,OUT1(30)OUT2引脚(27)固“L”电平。若输入电压高于低输入电压检测比较器的阈值电压,则系统恢复工作保护电路(UVComp.)工作时的功能低输入电压检测时(输入UVComp.阈值电压),下记引脚的逻辑值固定LLL过流检测部分(OverCurrent过流检测部分检测+INC2(引脚12)-INC2(13)0.2V()及以上的电位差。因负载突变等过大的电流流向充电方向时,该部分判断这是过流、将CS引脚(引脚19)变为“L”电平并将占空比设0%。之后,过流解除且充电过流检测值 Iocdet(A)
200.5V~4.40.85A~8.65200.5V~4.40.85A~8.6510150.5V~4.41.13A~11.513过温检过温检测是保护IC免遭热破坏的电路。结温达到150℃时,该电路将OUT1引脚(30)OUT2引脚(引脚27)设定为“L”电平并停止电压输出。另外,结温降到+125℃以下时,电压输出重新开始设计DC/DC电源系统时要留意避免过温保护动作启动以及超出本IC的绝对最大额定检测功AC适配器电压检测部分(ACAC适配器电压检测部分(ACComp.)检测ACIN(4)电压低于1.24V(),并AC适配器电压检测部分ACOK引脚(引脚5)变为Hi-Z。电源从VCC引脚(引脚1)和VIN引脚(引脚24)中电压高的 该功能的工作不受CTL1引脚(引脚23)和CTL2引脚(引脚32)的输入电平影响。HLLHi-AC适配45<ACAC适配45<AC微控制VIN=LowtoVth=(R1+R2)/R21.25VIN=HightoVth=(R1+R2)/R21.24用输入ADJ3引脚(引脚18)的电压和输入CELLS引脚(引脚25)的电压可设定充电电压(DC/DC转换器输出电压)。ADJ3引脚可设定每节电池的充电电压。VREF电平或GND电平的电压输入ADJ3引脚时,可使用事先设定的高精度基准电压。输入VREF电平的电压、GND电平的电压、或悬空时,CELLS引脚可设定电池的串联数。ADJ3引脚、CELLS引脚和充电电压(DC/DC转换器输出电压)之间具有以下关ADJ3CELLS充电电备VREF引(ADJ38.42Cell4.2012.63Cell4.2016.84Cell4.202.4VADJ33.98.72Cell4.3513.053Cell4.3517.44Cell4.35GND引(0VADJ30.98.02Cell4.0012.03Cell4.0016.04Cell4.00从外部电压(1.1VADJ32.24ADJ3引脚电2Cell2ADJ3引脚电6ADJ3引脚电3Cell2ADJ3引脚电8ADJ3引脚电4Cell2ADJ3引脚电Error比较器2.175 选择2.12.04.0比较器电2.3比较器1.0ADJ3引 电误差放大器(ErrorAmp2)将ADJ2引脚(引脚14)电压设定的充电电流控制部分的电压与充电电流检测放大器(CurrentAmp2)的输出进行比较,并输出控制信号。流入电池的充电电流上限值根据ADJ2引脚电压值设定。若电流有超出设定值的倾向时,则以该设定值进行恒电流充电,且充电电压下降。电池的充电电流设定用电压:充电电流上限Io
充电电流控制部分的输出电压-电流检测(25V/V典型)检测电阻ADJ2引脚输入充电电流控输出电充电电RS=20RS=15VREF引(ADJ253.8从外部设定(ADJ2引脚=GND引脚~4.42(ADJ2引脚2.66(ADJ2引脚0.075ADJ2ADJ2Error1.5选择比较器4.5ADJ2引 电充电电流设定(RS=204.48.652.8504.41ADJ2=0V~4.4V时为外部设定4.59VADJ2=4.6V~VREFIoIoRS=20+INC2=3V~VCC的场Error<±50VADJ2 最大V=100mV设定时Io=0典型V=75mV设定时Io=0最小V=50mV设定时Io=0V=0V设定时Io=0如下图所示进行连接,AC适配器电压(VIN)垂下到计算Vth时,进入动态控制充电(Dynamically-controlled模式,该模式控制充电电流以保持AC适配器的电力稳定。动态控制充电模式AC适配器电压设定:Vth=[(1
)VREF+3mV] R3+R4 9VREF(5<Current3<Error27VREF=基准电压(5.0V9VREF(5<Current3<Error27为了防IC启动时的冲击电流,通过在CS引脚(引脚19)连接软启动用电容器(Cs)的方法,可设定软启动CTL123)CTL2(32)“H”电平,IC(VccUVLO的阈值电)时CS引脚外接的软启动用电容器(Cs)开始以10A充电。输出占空比由比较器对COMP1引脚(引脚8)、COMP2引脚(引脚15)、COMP3引脚(引脚16)电压和三角波振荡器输出电压(CT)进行比较后决定。软启动期间对COMP1引脚、COMP2引脚、COMP3引脚电压进行钳位以使其不超过CS引脚电压。输出占空比与CS引脚电压的上升成比例地增加,可设定DC/DC转换器输出电压的启动时间。占空比受COMP1引脚、COMP2引脚和COMP3引脚的斜线电压的影响,直到只ErrorAmp的输出电压达到DC/DC转软启动时间可根据以下算式求得软启动(输出占80%):ts(s)23Cs CS恒电压控制环路和恒电流控制环路是两个独立的环路,负载突变这两个控制环路相互交替。电池电压及电流在模式切换时因控制环路的延迟发生过冲。延迟时间取决于位相补偿常取下电池的场合,恒电流控制切换到恒电压控制时,高于设定充电电压所需占空比的控制期间发生,电压过冲但是因为电池已被取下,过高的电压对电池不造成影响。接上电池的场合,恒电压控制切换到恒电流控制时,高于设定充电电流所需占空比的控制期间发生,电流过冲。10ms内的电流过冲通常被认为没有问题ErrorErrorAmp3输ErrorAmp2输ErrorAmp2ErrorAmp3输恒电恒电恒电充电电充电电充电控制从恒电流控制切换恒电压控制时,高于输出设定电压所需占空比的控制期间发生,电压过冲。1010ms以内的电流过冲通常不使用CurrentAmp1,CurrentAmp2以及ErrorAmp1,ErrorAmp2时的处理方 +INC2电 INC2“悬空“悬空 “悬空“悬空 不使用CurrentAmp1,CurrentAmp2以及ErrorAmp1,ErrorAmp2的场合+INC1(3)、-INC1引脚2连接VREF21);+INC2引脚(12)连接到-INC2引脚(13);OUTC1(10)、OUTC2 +INC2电 INC2“悬空“悬空 “悬空“悬空 <ޚ⬉य़䚼 <䚼VCCGND
1.22
3712
21
CTL1GND
140216
CTL2GND
172172<ϝ㾦⊶VREF
VINVREF
<䇃Ꮒ䚼ߚ(Error20 -INE1
GNDGND7<䇃Ꮒ䚼ߚ(Error <䇃Ꮒ䚼ߚ(ErrorVREF VREF
-INE3
GND GND
<⬉⌕Ẕ⌟䚼ߚ(CurrentVIN VCC
VREF
40
OUTC1+INC2
90
160
GND
2-
GND
13-
40(转下页<↨䕗䚼<↨䕗䚼<䕃ਃ䚼VREFVREFCOMP1COMP2COMP319GNDGND<AC䗖䜡Ẕ⌟<䕧ߎVCCVIN30ACIN5LXVBGND27GND26<य़<ܙ⬉⬉य़䆒ᅮ䚼VCCVREF28ADJ320042001GNDGND<CellߛᤶVREFBATTVREFADJ2CELL6-GNDGND
R3347
D3VV
Q1
Q7
VV10
0.22
10
10
10
10µF
0.1
1
*2SW1-
D4
R35
10
6.8
30
15
C15
VCC-INC1+INC1ACINACOK-INE3ADJ1
32
302928270.1
24232221201918
0.1C100.1R533C110.1
0
510
0
COMP1
17
2.4
2030
R280
4.7
9R26
11
1
SW1-
820
22
㟇*1:Pattern*2:Not㟇*1:Pattern*2:NotDS04-27265-符项条符项条供应封型备QFN-DualN-chVDS=-30V,ID=8SOP-P-chVDS=-30V,ID=40P-chVDS=-30V,ID=40P-chVDS=-30V,ID=40VCEO=50ONSC-NotVCEO=50ONSC-NotVF=0.4V(Max)atIF=10ONSOD-NotNot10H35mMaxIrms=4.4CDRH104RNP-Ceramic10F(25CeramicNotCeramic10F(25Ceramic10F(25CeramicNotCeramic0.1F(50Ceramic1F(16Ceramic0.1F(50Ceramic0.1F(50Ceramic0.1F(50CeramicNotCeramic0.001F(50Ceramic2200pF(50CeramicNotCeramicNotCeramicNotCeramicCeramicNotCeramic120pF(50Ceramic820pF(50CeramicNot202010RR0816Q-100-33Not(承上页符项条供应封型备104.76.89110203015300Not5100NotNotNot0Not4710NotNotNotNot02.4122Not :富士通微电子株式会 :电气株式会 :株式会社东ON :ONSemiconductor株式会 :胜美达株式会 :TDK株式会 :KOA株式会 :进工业株式会电感的选选择电感值时的大致参考标准为电感的纹波电流峰峰值为最大充电电流的50%以场合的电感值可根据下记算式求得。VIN L LOR VIN 电感IOMAX最大充电电流LOR:电感的纹波电流峰峰值-最大充电电流比(0.5) :电源电压[V] :充电电压[V]fosc:开关频率电感电流不逆流的最小充电电流(临界电流)可根据下记算式求得 VIN-IOC
2 VINIOC:临界电流[A]L:电感[H]VIN:电源电压[V]VO:充电电压[V]fosc:开关为了判断流过电感的电流是否在额定值以下,需要求得流过电感的最大电流值。可根据下记算式求得电感的最大电ILMAXIoMAX
ILMAX电感的最大[A]IOMAX:最大充电电流[A]IL:电感的纹波电流峰峰IL VIN-VO VIN电电感电根据充电电流变时0FET的选用于笔记本电脑充电器的场合,因输入电压,即AC适配器输出电压在25V以下,般来说开关FET可使用30V级MOSFET为了判断流过开关FET的电流是否在额定值以求得流过开关FET的最大电流值。开关FET的最大电流值可根据下记算式求得。IDMAXIoMAX
IDMAXFET漏极最大电流值[A]IOMAX:最大充电电流[A]IL:电感的纹波电流峰峰此外,为了判断开关FET的容许损耗是否在额定值以下,需求得开关FET的损耗。主端FET的损耗可根据下记算式求得PHisideFET=PRON_Hiside+PHisideFET:主端FET损耗[W]PRON_HisideFET导通损耗[W]PSW_HisideFET开关损耗FET导通PRON_Hiside=IOMAX2
PRON_Hiside:主端FET导通损耗[W] :最大充电电流[A] 电源电压 :充电电压RON_Hiside:FETONFET开关PSW_Hiside
VINfOSC(IbtmTrItopTf)PSW_Hiside:开关损耗[W] :电源电压 开关频率 :电感的纹波电流底值Ibtm=IOMAX
Itop:电感的纹波电流的顶值Itop=IOMAX
IL:电感的纹波电流峰峰[A]Tr:主端FET的接通时间[s]Tf主端FET的断开时间Tr和Tf可使用下记算式简单求得QgdTr=
QgdTf= 5- :FET-漏极间电荷量Vgs(onFETQgd上的-源极间的同步整流端FET的损耗可根据下记算式求得PLosideFET=PRON_Loside=IOMAX2(1PLosideFET同步整流端FET
)PRON_Loside:同步整流端FET导通损耗[W] :最大充电电流[A] 电源电压 :充电Ron_Loside同步整流端FETON开关状态转换时,同步整流端FET的漏极-源极间的电压较小,开关损耗小得足以可以忽略不计,所以在此省略驱动开关FET栅极的电力由IC的LDO供给,因此开关FET的容许最大总栅极电荷量(QgTotalMax)可根据下记算求得
QgTotalMax:开关FET容许最大总电荷量[C] :开关频率[Hz]续流二极管的选般不需要续流二极管,但在注重转换效率的场合追加的话,可提高转换效率。尽量选择正向电压小的肖特基势垒二极管(SBD)因本DC/DC转换器控制IC采用的是同步整流方式,电流流过续流二极管的时间仅限于同步整流期间。所以需选择电流不超出峰值正向浪涌电流(IFSM)额定的续流二极管。续流二极管的峰值正向浪涌电流额定可根据下记算式求得。IFSMIOMAX
IFSM:续流二极管的峰值正向浪涌电流额定[A]IOMAX:最大充电电流[A]IL:电感的纹波电流峰峰续流二极管的额定可根据下记算式求得VR_Fly>VR_Fly:续流二极管的直流反向电压[V] :电源电压[V]输出电容器的选若ESR纹波电压也高。要使输出纹波电压降低,需使用低ESR另外,对于接上或取下电池时发生的浪涌电流,需使用有足够耐量的电容。般使用陶瓷电容作为输出电容。考虑纹波电压的最小所需电容值可根据下记算式求得Co
2fosc(VO/IL- :输出电容ESR:输出电容的串联电阻VO纹IL:电感的纹波电流峰峰[A]fosc:开关频率[Hz]充电中的电池取下时,DC/DC转换器的输出电压发生过冲,所有电容器定要有足够的耐压余量。般使用耐压额定大于此外,使用的电容器应具有足够余量的容许纹波电流。所需容许纹波电流可根据下记算式求得Irms
Irms:容许纹波电(有效 :电感的纹波电流峰峰输入电容器的选输入电容尽量选择ESR较小陶瓷电容比较理想若必须采用陶瓷电容达不到的大容量电容时,则应使用ESR较低的高分子电容器和钽电容器。DC/DC转换器的开关动作引起输入端的纹要不超出可容许纹波电压,需求得输入电容的下限值。输入端的纹波电压可根据下记算式求得。 V= +
VIN VIN:输入端纹波电压峰峰值[V]IOMAX:充电电流最大值[A]CIN:输入电容[F]VIN:电源电压[V]VO:充电电压[V]fOSC开关频率ESR:输入电容的串联电阻IL:电感的纹波电流峰峰要降低输入端的纹波电压,除了使用电容器以外,也可通过提高开关频率的方法解决电容器具有频率特性、温度特性和偏压特性等,其有效值因使用条件而异,在接近额定电压的高偏压等的使用条件下,电容的有效值可能会变得特别小请考虑有效选择电容值。选择电容器的额定时,要选择针对输入电压和容许纹波电流有足够耐压余量的电容。容许纹波电流可根据下记算式求得。IrmsIOMAX
VO(VIN-VO)Irms:容许纹波电流有效)[A]IOMAX:充电电流最大值[A] :电源电压[V] :充电电压自举电路二极管的选应尽量选择正向电压小的肖特基势垒二极 (SBD)驱动主端FET栅极的电流流过自举电路的SBD。该平均电流可根据下记算式求得。选择时注意不要超出SBD电流额定IDQg :正向 FET的栅极全电荷量[C]fOSC:开关频率[Hz]自举电路二极管的额定可根据下记算式求得VR_BOOT>VR_BOOT:自举电路二极管的直流反向电压[A] :电源电压[V]自举电容器的选要驱动主端FET的栅极,自举电容器需要足够的电荷。因此,选择可主端FETQg10倍以上电荷的自举电容器CBOOT10CBOOT:自举电容 :主端FET的栅极电荷量[C] :VB电压[V]自举电容器的额定可根据下记算式求得VCBOOT>VCBOOT:自举电容器耐压[V] :电源电压[V]VB电容典型值虽1F,使用的开关FETQg较大的场合,需要做调整要驱动两端开关FET的栅极,VB电容器需要足够的电荷。因此,作为选择VB电容器的参考标准,所选电容器至少可开关FET合计Qg的100倍的电荷。CVB100CVB:VB引脚电容 :主端FET和同步整流端开关FET的栅极电荷量的合计[C] :VB电压[V]VB电容器的额定可根据下记算式求得VCVB>VCVB:VB引脚电容器耐压[V] :VB电压[V]位相补偿电路的设恒电压(CV)模式位相补偿电输出电容器使用陶瓷等ESR低的电容器时,在LC的频率产生的位相延迟接近180,DC/DC转换器容易发生输出荡。这种场合下-INE3(6)COMP3(16)之间、-INE3引脚和BATT(17)之间RC进相电路,进行位相补偿 --㟇+Error进相电路的元件值可根据下记算式求得CZ1
5.110(2CELLS-1)RZ28.9104
VINfLC
+CZ2
2RZ2CELLS:电池串联cell :电感和输出电容的频率[Hz] :电源电压[V] :交越代表DC/DC转换器的控制环路频宽的交越频率(fCO)越高,高速响应性越优越,但另方面因位相余量不足振荡的可能性也越大。该交越频率虽可任意设定,请以开关频率(fosc)的1/10~1/5为大致设定标准恒电流(CC)模式位相补偿恒电流模式下,因输出电容阻抗对环路响应性的影响较小,请将1pole-1zero的位相补偿电路连接到误差放大器2(gmCurrent--+㟇Current--+㟇+Error作为大致标准,进相电路Rc)、CcF)可根据下记算式求得RC1.2104
fCOLRsVINCC
:充电电流检测电阻[] :电源电压[V] :电感 :输出电容 :交越关于容许损耗/热设本IC是高效,般情况下无需考虑,但在高电源电压、高开关频率、高负载和高温下使用时,则需考虑IC损耗可根据下记算式求得PIC=VCC(ICC+QgfOSC :IC损耗[W] :电源电压(VIN)[V] 电源电流[A](3.6mA :全开关FET总电荷量[C](Vgs=5V下的合计) :开关频率[Hz]结温(Tj)可根据下记算式求得Tj=Ta+ja 结[ :环境温度[ :QFN-32封装热阻(22.7℃/W) :IC损耗[W]关于印刷板的布设计布局时,需要注意以下几点请尽量在IC贴装面设置GND焊盘。将开关系统的旁路电容器连接到PGND(PGND引脚)、控制部分的元件地连接到AGND(GND)。将各GND分离,努力使大电流不通过控制部分的AGNDAGNDPGND在IC下面点相连以使大电流不流过控AGND。输入(CIN)FET、SBD、电感(L)、检测电阻(Rs)、输(Co)的连接尽量在表层进行,避免通过通孔的连要特别注意(CIN)、开关FET和SBD构成的环路,使电流环路越小越好在输入电容(CIN)、SBD和输出(Co)GND引脚至近处设置通孔,连接里层的GND尽量将自举电路电容器(CBOOT)配置在ICCB、LX引脚至近的地方将输入电容器(CIN)和主端FET相互靠近。LX引脚的网络从主端FET的源极引脚至近处拉出。另外LX引脚的网络瞬间大电流通过。布线尽量地短,布线宽度掌握在0.8mm左右连接开关FET栅极的OUT1OUT2引脚的网络有大电流瞬间流过。布线尽量地短,宽幅大致0.8mm左右连接VCC、VIN、VREF和VB引脚的旁路电容器和连接RT引脚的电阻尽量配置在引脚至近的地方。此外,连接旁路电容器和fosc设定电阻的GND引脚时要靠近IC的GND引脚。(ICGND引脚、旁路电容fosc设定电阻的GND引脚至近处设置通孔,强化同里GND的连接。Px、RT引脚的布线对噪声敏感,布线要尽可能的短,尽量远离开关元-INC2、+INC2的网络对噪声非常地敏感,采用相互靠近的平行布线(Kelvin连接),尽量远离开关元件GNDGNDᏗ㒓Џッ㟇LXᓩৠℹ⌕ッL㟇BATTᓩICⱘⳈϟϔ⚍䖲ড䞠㸼除非特别说明外,测VIN=19V、IO=2.85A、Li+4Cell、Ta=25℃效转
转换效-充电电(恒电压模
充电-充电电压642 充电电压
充电电流转
转换效-充电电(恒电流模式 充电电压开关波(恒电压模式
开关波恒电流模式(V(V0Io=1.5ASW1-2=OFF(V50LX(V0400(V)0VO=12VSW1-2=OFF0400(V50(转下页020002003210/停止/停止波(恒电压模式/停止波恒电压模式 SW12=SW12=/停止波(恒电流模式/停止波恒电流模式 3SW1-2=2SW12=10020020(承上页负载负载突变时的瞬态波恒电压模式负载突变时的瞬态波恒电压模式 000SW1-2=CVto0SW1-2=CVto222020负载突变时的瞬态波恒电流模式负载突变时的瞬态波恒电流模式SW1-2=CVto 000402SW1-2=CCto22020使用时如果超出最大额定值,可对LSI造成性损坏另外,平时使用时,也希望在工作条件下使用。超出工作条件的使用 的可靠性带来不良影响在工作条件下使用工作条件是确保LSI正常工作的保证在工作条件范围内以及各项目栏的条件下,电气特性的规格值都可得到保证设计印刷电路板的接地线时,请考虑通用阻抗采取防静电措施使用已采取防静电措施的容器或具有导电性的容器存保管、搬运贴片后的电路板时,使用导电性包装或容器将工作台、工具和测量仪器接地在操作的身体和接地之间,串联250k1M电阻后接地施加0.3V以下的负电压时,可能LSI的寄生晶体管启动并导致误动作型封备MB39A132QN-口口口32脚塑QFN(LCC-32P-无铅产型EV板的版本备MB39A132EVB-BoardQFN-支持RoHS指令的质量管理(富士通的LSI产品支持RoHS指令,遵守关于铅/镉/水银/六价铬以及特定溴系难燃剂PBBPBDE的标准。对于符合该标准的产品,在型号的末尾缀"E1"加以表示。产品(无铅品的场合无无铅标引脚方向标 无无铅标JEDEC规MB1234
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