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TP4552低功耗 5V 常开的锂电池充放电解决方案

概述
TP4552是一款集成线性充电管理、同步升压转换、电池电量指示和多种保护功能的单芯片电源管理 SOC,为锂电池的充放电提供完整的单芯片电源解决方案。
TP4552内部集成了线性充电管理模块、同步升压放电管理模块、电量检测与 LED指示模块、保护模块。TP4552内置充电与放电功率 MOS,充电电流可通过外部电阻设置,最大充电电流为 400mA。最大同步升压输出电流为500mA。
TP4552采用专利的充电电流自适应技术,同时采用专利的控制方式省去外部的功率设定电阻,降低功耗的同时降低系统成本。
TP4552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、输出过流保护、输出短路保护等多种安全保护功能以保证芯片和锂离子电池的安全。TP4552应用电路简单,只需很少的外围元件便可以实现锂电池充放电的完整方案,极大的节省了系统的成本和体积。
特点
线性充电,同步升压
集成电源路径管理,支持边充边放
最大升压输出电流500mA
充电电流可设置
最大充电电流400mA
升压输出5V常开
指示灯关闭对应输出电流5mA
5V常开的待机功耗低至25uA
充电电流自适应技术
智能温度控制与过温保护
支持涓流充电以及零电压充电
集成多种保护功能
封装形式:SOP8L
应用
蓝牙耳机充电仓
锂电池电子设备
其他小功率电源管理应用
典型应用电路
管脚
管脚描述
极限参数(注1
推荐工作范围
应用说明
线性充电
TP4552充电时工作在线性充电模式。当电池电压低于2.9V 时,芯片工作在涓流充电状态,涓流充电电流为IBAT/10。当电池电压大于2.9V时,芯片进入恒流充电状态,恒流充电电流为 IBAT。当电池电压达到4.2V时,芯片进入恒压充电状态,充电电流开始逐渐减小。当充电电流减小至 IBAT/4时,线性充电过程完成,芯片进入待机状态。TP4552具有智能再充电功能,在待机状态中,芯片监控 BAT电压,当BAT电压下降至4.0V时,VDD重新对电池进行充电,开始新的充电循环。TP4552的恒流充电电流可通过外部电阻设置:RPROG=825V/IBAT
TP4552 的最大充电电流为400mA
边充边放
TP4552集成了电源路径管理,支持边充边放功能。在充电电源接入和 OUT端有负载接入的情况下,TP4552工作在边充边放模式,线性充电的同时 OUT端提供电源输出。当充电电源移除后,芯片马上进行同步升压模式,OUT 保持输出状态。为了提高系统的可靠性,边充边放模式下,TP4552也具有输出过流和短路保护功能。当输出过流或短路发生时,芯片关闭放电路径,此时充电路径不受影响。当负载移除后,放电路径重新打开,边充边放功能恢复。
5V常开待机功耗
TP4552具有同步升压输出常开功能。BAT上电后,同步升压电路开始工作,OUT端为输出5V常开状态。此时如果 OUT端没有接入负载,TP4552工作在输出开路待机状态,此时工作电流可低至 25uA
LED2关闭/开启对应的输出电流
BAT上电后,同步升压电路开始工作,OUT端输出负载电流。当 OUT端的输出电流减小到典型值5mA并经过16s 延时后,LED2指示灯关闭。LED2指示灯关闭后,OUT 端的输出电流再增大到典型值7mA并经过16ms延时后,LED2指示灯重新开启。
电池低压保护
启动时,当BAT电压大于3.15V,升压电路开始工作,工作过程中如果电池电压低于 3.05V,则LED2会以2HZ频率快闪提醒电量较低,当电池电压低于 2.85V,则放电输出关闭,TP4552进入低电流待机模式。
智能温度控制
TP4552内部集成了温度反馈环路,充电或放电时,如果芯片内部的温度升高到 115℃,充电电流或放电电流会智能的随着芯片内部的温度升高而降低,从而减小系统功耗以抑制温升,保护芯片不被高温损坏,如果芯片温度升高到 150℃时,芯片停止工作,等到芯片温度降低到130℃后再重新恢复工作。
保护功能
TP4552集成了过充保护、过放保护、温度保护、输出过压保护、输出过流保护和输出短路保护等多重保护功能,以保证芯片和锂离子电池的安全。在应用上也可以额外增加一颗 DW01来对系统进行双重保护。
TP4552的输出短路和过流保护具有自恢复功能。在保护发生后,把输出移除,芯片可自动恢复到正常工作状态。
元件选择
1OUT输出电容选择质量较好的低ESR的贴片电容,否则会影响输出纹波。
2、电感L1需采用功率电感且饱和电流满足应用要求,否则因电感饱和可能会导致芯片工作不正常。
PCB设计参考
1IC下面敷铜接GND,地线铺开面积要尽量大,其它不重要的线都可以绕开以满足地线需要。
2BAT电容既要靠近芯片BAT脚又要靠近电感;BAT电容的地线尽量接在大面积地线上,不要经过较小的地线再到芯片和大面积地。
3VDD电容靠近芯片VDD脚,其地线尽量接在大面积地线上,不要经过较小的地线再到芯片和大面积地。
4OUT输出电容尽量靠近芯片,其地线尽量接在大面积地线上,不要经过较小的地线再到芯片和大面积地。
5、电感需靠近BAT电容,电感和BAT电容以及芯片尽量在同一层不要过过孔,电感到 SW的走线尽量短而粗。
充放电指示
LED1LED2分别为充放电状态指示引脚,不同状况时LED状态如下:
①接入VDD时,LED2熄灭,LED1点亮并根据电池电压指示充电状态。电池充满之前,LED11Hz频率闪烁,电池充满电后 LED1保持常亮。
②放电时,LED1熄灭,LED2点亮并根据电池电压指示放电状态。电池电压大于3.05V时,LED2保持常亮。若电池电压低于 3.05VLED2会以2HZ的频率快闪提示电量低,直到电池电压低于2.85VLED2熄灭,停止放电,进入低功耗低压保护模式,需要重新充电至 3.15V以上才可以再次放电。
LED1LED2工作状态表
http://www.jsqmd.com/news/626473/

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