EC206CA2A充电1A放电全集成移动电源管理IC.docx
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EC206CA2A充电1A放电全集成移动电源管理IC.docx
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EC206CA2A充电1A放电全集成移动电源管理IC
特性
•2A同步开关充电器,1A同步升压转换器
•自有知识产权单电感架构,2.4M开关频率,支持1uH电感
•自有知识产权TurboChargeTM充电技术,节省75%充电时间。
•自有知识产权P-GaugeTM电量计功能,准确显示电池电量
•充电效率高达96%
•升压效率:
3.7V输入电压,5V/1A输出电流时高达92%
•5/4/3颗LED电量显示,内置照明灯驱动
•内置电源路径管理,支持边充边放
•自动检测负载、自动切换待机模式与工作模式
•支持按键开关方案和拨动开关方案
•充电电压精度:
±0.5%;升压电压精度:
±1.0%
•过流(OCP),过压(OVP),短路(SCP),过温(OTP)保护
•电池充电温度保护NTC
•ESD4KV,瞬态耐压11V,极高可靠性
•提供外扩升压控制信号
•极低的BOM成本
•内置展频降低EMI
•待机电流小于50uA
概述
EC206CA是一款全集成锂电池充电管理与DC-DC升压转换器的多功能电源管理SOC,为移动电源提供完整的电源解决方案。
EC206CA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。
EC206CA只需一个电感实现降压与升压功能。
DC-DC转换器工作在2.4MHz,可以支持低成本电感和电容。
DC-DC具有展频功能,有效降低EMI。
EC206CA采用自有知识产权TurboChargeTM的开关充电技术,提供最大2A电流,充电效率高至96%,缩短75%充电时间。
可根据IC温度和输入电压智能调节充电电流。
EC206CA的同步升压系统提供最大1A输出电流,转换效率高至92%。
当空载时,系统进入休眠状态,工作电流降至50uA;当负载接入时,系统自动开启。
EC206CAP-GaugeTM电量计功能,可精准显示电池电量。
支持3/4/5颗LED电量显示和WLED照明。
EC206CA采用SSOP24封装。
应用
●移动电源/充电宝
手机、平板电脑等便携式设备
4灯模式典型应用图
EC系列产品介绍
ØEC系列移动电源产品
产品
主要特性
充电电流
放电电流
自动检测
MCU通信
封装
EC205C
1A
1A
-
-
SOP16
EC205CA
1A
1A
支持
-
SOP16
EC206C
2A
1A+
-
-
SSOP24
EC206CA
2A
1A+
支持
-
SSOP24
EC207C
2A
2A
-
SSOP24
EC207CA
2A
2A
支持
-
SSOP24
EC209C
2A
2A+
-
-
eSOP16
EC209CA
2A
2A+
支持
-
eSOP16
EC219C
2A
2A+
支持
支持
eSOP16
ØEC系列电源管理产品
产品
主要特性
DCDC
LDO
Charger
Powerpath
封装
EC610
4路
最大3A
6路
-
-
QFN32
EC620
6路
最大8A
10路
3A
支持
QFN68
引脚图及说明
SSOP-24
序号
引脚名称
引脚说明
1~4
PGND
功率地
24
CHGS
开关充电输出
5
BAT
锂电池正极
6、7
SW
外部电感连接端
8、9
VOUT
升压5V输出
10、11
VIN
充电5V输入
13
WLED
照明WLED驱动
15
LED1
电量显示LED驱动
16
LED2
电量显示LED驱动
17
LED3
电量显示LED驱动
18
VLDO3V
3.1VLDO输出
19
LEDM
电量显示LED驱动及模式选择
14
DET
外扩负载插入检测,连接第二个USB口输出端
20
EXTBST
外扩升压DC-DC使能PIN
23
KEY
按键输入
21
VREF
基准电压,连0.1uF电容到AGND
12
GND
数字地
22
AGND
模拟地
极限参数
参数
符号
值
单位
端口输入电压范围
VIN
-0.3~5.5
V
工作环境温度范围
TA
0~70
℃
结温范围
TJ
-40~150
℃
存储温度范围
Tstg
-60~150
℃
热阻(结温到环境)
θJA
65
℃/W
人体模型(HBM)
ESD
4
KV
*高于绝对最大额定值部分所列数值的应力有可能对器件造成永久性的损害,在任何绝对最大额定值条件下暴露的时间过长都有可能影响器件的可靠性和使用寿命
推荐工作条件
参数
符号
最小值
典型值
最大值
单位
输入电压
VIN
4.5
5
5.5
V
负载电流
I
0
1
1.2
A
工作环境温度
TA
0
--
70
℃
*超出这些工作条件,器件工作特性不能保证。
电气特性
除特别说明,TA=25℃,L=1uH
参数
符号
测试条件
最小值
典型值
最大值
单位
充电系统
输入电压
VIN
4.5
5
5.5
V
输入工作电流
IVIN
VIN=5V,fs=2.4MHz
2
mA
输入静态电流
VIN=5V,Devicenotswitching
100
uA
充电目标电压
VTRGT
4.2
V
充电电流
ICHRG
2
A
涓流充电电流
ITRKL
200
mA
涓流截止电压
VTRKL
3
V
再充电阈值
VRCH
4.1
V
充电截止时间
TEND
16
Hour
输入欠压保护
VUVLO
上升电压
4.5
V
欠压保护迟滞
△VUVLO
200
mV
升压系统
电池工作电压
VBAT
3.0
4.2
V
开关工作电池输入电流
IBAT
VBAT=3.7V,VOUT=5.1V,fs=2.4MHz
3
mA
VIN=5V,Devicenotswitching
100
uA
DC输出电压
VOUT
VBAT=3.7V
5.0
V
输出电压纹波
△VOUT
VBAT=3.7V,VOUT=5.1V,fs=2.4MHz
50
mV
升压系统供电电流
IUSB
1
A
负载过流检测时间
TUVD
输出电压持续低于4.5V
30
ms
负载短路检测时间
TOCD
输出电流持续大于3A
150
200
us
控制系统
开关频率
fs
2.4
MHz
PMOS导通电阻
rDSON
60
mΩ
NMOS导通电阻
40
mΩ
LDO输出电压
VLDO
VBAT=3.5V
3.1
V
电池输入待机电流
ISTB
VIN=0V,VBAT=3.7V
50
uA
LDO输出电流
ILDO
100
mA
LED照明驱动电流
WLED
25
mA
LED显示驱动电流
ILED1
ILED2
ILED3
3
mA
负载自动检测时间
TloadD
负载电流持续小于75mA
16
s
短按键唤醒时间
TOnDebounce
50
ms
打开WLED时间
TKeyWled
2
s
热关断温度
TOTP
上升温度
125
℃
热关断温度迟滞
△TOTP
40
℃
功能描述
充电
EC206CA采用自有知识产权TurboChargeTM的开关充电技术,开关频率2.4MHz,最大充电电流2A,充电效率最高到96%,能缩短3/4的充电时间。
EC206CA拥有一个同步开关结构的恒流、恒压锂电池充电器。
当电池电压小于3V时,采用200mA涓流充电;当电池电压大于3V,进入恒流充电;当电池电压大于4.2V,进入恒压充电。
充电完成后,若电池电压低于4.1V后,重新开启电池充电。
自适应电源路径管理,优先给外部负载供电,支持边充边放。
EC206CAcharger会根据VIN电压自动调节充电电流,自动监测IC温度,当IC温度高于100度时,自动减小充电电流。
升压
EC206CA集成一个输出5V,负载能力1A的升压DCDC转换器。
开关频率2.4MHz,3.7V输入,5V/1A时效率为92%。
内置软启动功能,集成过流,短路,过压等保护功能。
按键
图2拨动开关连接方式图3按键开关连接试
支持按键开关和拨动开关模式,拨动开关连接方式如图2所示。
按键开关模式连接方式如图3所示。
当按键开关连接方式时,默认是上拉到VLDO3V,表示无键按下。
可识别长按键和短按键操作。
●按键持续时间长于30ms,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。
●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。
●小于30ms的按键动作不会有任何响应。
●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。
VLDO3V
VLDO3V是一个恒开的3.1VLDO,负载能力100mA。
WLED照明
WLEDPIN用来驱动照明WLED,最大电流100mA。
当长按key键超过2s时,可开启或者关闭LED照明
电量计和电量显示
EC206CA内置P-GaugeTM电量计功能,能准确的显示电池剩余电量。
只需要简单修改ICPIN脚的连接方式,EC206CA即可支持3/4/5颗电量显示灯的方案。
●5LED模式
图45LED连接方式
移动电源放电模式5LED指示
电量C(%)
L1
L2
L3
L4
L5
C≥80%
ON
ON
ON
ON
ON
60%≤C<80%
ON
ON
ON
ON
OFF
40%≤C<60%
ON
ON
ON
OFF
OFF
20%≤C<40%
ON
ON
OFF
OFF
OFF
3%≤C<20%
ON
OFF
OFF
OFF
OFF
0%<C<3%
Flash
OFF
OFF
OFF
OFF
C=0%
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
*Flash表示1.5Hz闪烁
移动电源充电模式5LED指示
电量C(%)
L1
L2
L3
L4
L5
100%≤C
ON
ON
ON
ON
ON
80%≤C
ON
ON
ON
ON
Flash
60%≤C<80%
ON
ON
ON
Flash
OFF
40%≤C<60%
ON
ON
Flash
OFF
OFF
20%≤C<40%
ON
Flash
OFF
OFF
OFF
C<20%
Flash
OFF
OFF
OFF
OFF
*Flash表示1.5Hz闪烁
●4LED模式
图54LED连接方式
移动电源放电模式4LED指示
电量C(%)
L1
L2
L3
L4
C≥75%
ON
ON
ON
ON
50%≤C<75%
ON
ON
ON
OFF
25%≤C<50%
ON
ON
OFF
OFF
3%≤C<25%
ON
OFF
OFF
OFF
0%<C<3%
Flash
OFF
OFF
OFF
C=0%
OFF
OFF
OFF
OFF
*Flash表示1.5Hz闪烁
移动电源充电模式4LED指示
电量C(%)
L1
L2
L3
L4
100%≤C
ON
ON
ON
ON
75%≤C
ON
ON
ON
Flash
50%≤C<75%
ON
ON
Flash
OFF
25%≤C<50%
ON
Flash
OFF
OFF
C<25%
Flash
OFF
OFF
OFF
*Flash表示1.5Hz闪烁
●3LED模式
图63LED连接方式
移动电源放电模式3LED指示
电量C(%)
L1
L2
L3
C≥67%
ON
ON
ON
33%≤C<67%
ON
ON
OFF
3%≤C<33%
ON
OFF
OFF
0%<C<3%
Flash
OFF
OFF
C=0%
OFF
OFF
OFF
*Flash表示1.5Hz闪烁
移动电源充电模式3LED指示
电量C(%)
L1
L2
L3
100%≤C
ON
ON
ON
67%≤C
ON
ON
Flash
33%≤C<67%
ON
Flash
OFF
C<33%
Flash
OFF
OFF
*Flash表示1.5Hz闪烁
外扩一路升压DC-DC
EC206CA集成一个5V/1A的升压DC-DC,在移动电源方案上,有需求两个USB输出端口,一个USB口输出5V/2A,一个USB口输出5V/1A。
为满足这种应用需求,EC206CA集成了外扩升压DC-DC的使能控制和充电设备插入检测功能,以免方案上再增加MCU成本。
DET是用于检测外扩升压USB输出端口上插入充电设备,当有充电设备插入时,会被EC206CA检测到,EC206CA就会从待机状态转入工作状态,并将ExtBoostEN拉高,从而打开外扩升压DC-DC。
外扩升压DC-DC的输入从CHGS取电。
NTC
EC206CA集成NTC功能,通过设置外部R1,R2,RNTC的电阻,可保证在0-50度范围内,Low_Temp和High_Temp都是0。
当Low_Temp或者High_Temp有一个为1时,不能向charger充电。
图10NTC框图
典型应用原理图
EC206CA只需要外部电路连接方式简单的改变,即可方便地支持3、4、5颗LED电量显示方式。
EC206CA按键也支持两种按键模式。
图114LED电量显示典型应用原理图
图125LED电量显示典型应用原理图
图133LED电量显示典型应用原理图
BOM表
序号
元件名称
型号&规格
单位
用量
位置
备注
1
IC
EC206CA
PCS
1
U1
2
贴片电阻
12060.01R1%
PCS
1
R1
精度必须保证1%,封装必须是1206
3
贴片电阻
12060.12R5%
PCS
1
R13
该元器件用来调节充电电流,客户可选择加入;元器件二选一即可,电阻阻值客户可调试选择
4
肖特基二极管
SS14/SS34
PCS
1
R13
5
贴片电阻
060320R5%
PCS
1
R2
根据照明灯亮度,可以接其他电阻值
6
贴片电阻
0603200R5%
PCS
1
R12
7
贴片电阻
06033.3k5%
PCS
1
R8
8
贴片电阻
060343k5%
PCS
1
R11
9
贴片电阻
0603100k5%
PCS
1
R7
10
贴片电容
060310UF10%
PCS
4
CP1、CP2、CP3、CP4
耐压值大于10V,建议使用贴片陶瓷电容
11
贴片电容
06032.2nF10%
PCS
1
C6
12
贴片电容
060310410%
PCS
4
C1、C2、C3、C5.C7
13
贴片电容
06032.2UF10%
PCS
1
C4
14
电解电容
47uF/16V
PCS
1
CP5
15
贴片LED
0603蓝
PCS
4
D1、D2、D3、D4
16
发光二极管
5mm白发白
PCS
1
D0
17
NMOS型号
LBSS138
PCS
1
Q1
18
电感
SPH4040
PCS
1
L1
饱和Isat、升温电流Idc大于2.4A,DCR小于0.03,可以使用非屏蔽电感
19
USB母座
10mm短体卷口
PCS
1
U2
20
迷你USB
MicroUSB母5脚全贴
PCS
1
USB1
21
按键开关
6.5mm*5.1mm
PCS
1
SW1
22
排针
间距2mm
PCS
1
23
AC电子线
2*100mm红黑
PCS
2
B+B-
电感推荐型号
SPH4040□□□□ETG(Thickness1.8mm)
DARFONPIN
Inductance
(uH)
Tolerance
DCResistance
(mΩ)
HeatRating
Current
DCAmp.
Saturation
Current
DCAmps.
Measuring
Condition
Typ.
Max.
Idc(A)Max.
Isat(A)Max.
SPH40401R0NETG
1.0
±30%
27
32
3.20
4.00
PCBlayout注意事项
图14
●以下电容按优先级尽可能靠近IC放置:
1、VOUT和SW之间的电容,必须最靠近ICPIN脚放置,最好与IC平行
2、VOUT的输出电容需要同时靠近IC的PGND和VOUT引脚,使得这几点环路面积最小
3、VCC,VIN的电容
●CHGS/BAT上的104电容和10uF电容的放置:
1、CHGS/BAT的104电容尽可能靠近ICPIN放置
2、BAT的10uF电容,靠近10mohm放置,CHGS的10uF电容靠近电感放置
●需要尽可能短且粗的走线,宽度至少大于60mil:
1、从电池端到10mohm的走线
2、从10mohm到电感的CHGS走线
3、从电感到EC206CASWPIN之间的走线
4、从IC的 VOUTPIN到USB口走线
5、从USB口的VIN到IC的VINPIN走线
10mohm电阻和IC的BAT/CHGSPIN连接采用开尔文连接,
10mohm电阻两端和IC的BAT/CHGSPIN相连的走线,需要单独引出,不能和BAT/CHGS网络的其他走线重合,如上图所示。
10mohm->CHGS(ICPIN)走线非常敏感,要远离噪声干扰源。
不能置于电感正下方,也不能走在电感PCB另外一面的正下方;远离SW走线;远离VOUT输出电容,不要位于VOUT电容和PGND的回流路径上。
走线线宽建议大于20mil,走线尽可能短。
10mohm->BAT(ICPIN)走线要求和10mohm->CHGS(ICPIN)走线类似。
PCB走线示意
以上四种连接方式,前三种的R1(10mohm)到ICCHGSPIN的连接都有问题,会严重影响R1电阻的检测精度。
常见问题
VIN输入限流
对于性能不好的适配器的兼容性问题,如果担心充电或者边充边放时VIN的4.5V欠压保护电压太低,不能保证插入烂适配器时也能正常工作,同时也不影响适配器的正常工作,可以在VIN上串接一个适当大小的功率电阻(如120mOhm)或者二极管(SS34/SS14),进一步增强Vin的兼容性。
VOUT和SW之间的电容
VOUT和SW之间的电容必须接指定的电容2.2nF,不能更改成其他电容值。
电感品质问题
电感是充电和升压工作的重要元件,务必要使用有品质保证的品牌,最好是使用屏蔽电感。
如果电感良率较低、感值不足、或者饱和电流不够,都有可能会引起充电、升压工作不正常,或者异常大电流,甚至烧坏IC的情况。
如果有这类情况的发生,可以先更换品质好的电感排查一下原因。
影响自动关机的问题
10mOhm电阻的阻值涉及到内部电流检测的精度,不能随意更换阻值。
同时该电阻两端到BAT、CHGS两个PIN的走线如果不按照Layout注意事项来画,导致信号被干扰的话,可能会影响到内部的电压、电流检测精度,导致轻载时提前关机,或者空载无法关机的问题。
IPhone和三星等手机不能充电问题
苹果和三星的手机只有到检测USB口的D+和D-电压,才能给手机充电。
若移动电源方案PCB内置检测电阻,推荐电路如下。
请注意,EC206CA方案的分压电阻,电源要接VCC,而不是VOUT。
VCC恒定输出3.1V。
照明限流电阻选择
照明限流电阻可以根据所需要的照明亮度来调节,如果需要的亮度较弱,就选择较大的电阻,如果需要的亮度较亮,就选择较小电阻;还要注意选择电阻要考虑照明LED的额定电流,如果选择的限流电阻较小,将导致流过照明LED的电流大于其额度值,可能会导致损坏照明LED或者缩短其寿命。
Charger使用注意事项
EC206CA智能检测电池是否存在,如果BAT端连接的不是锂电池,而是电阻或者电子负载,EC206CA的Charger可能会出现不能正常充电的情况。
VOUT输出电容
VOUT输出电容必须用10uF陶瓷电容并上一个47uF的电解电容(或钽电容),或者用10uF陶瓷电容并上两个22uF的陶瓷电容。
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- EC206CA2A 充电 放电 全集 移动 电源 管理 IC