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KMS9412实现同步升压输出5V2A,输入5v2.1A移动电源单芯片方案


USB
GND JK1 1 2 3 4 5
KMS9412
P0KMS9412015 SWT N0VIN 5V R1 Vin 5V P0C201 P0R101 P0R102 P0KMS941206
SW
P0SW01 P0SW02
P0JK101 P0JK102 P0JK103 P0JK104 P0JK105
VDD
极限参数
参数 所以引脚安全电压 存储环境温度 工作温度范围 HBM MM 额定值 -3 ~ +6.5 -50 ~ +150 -40 ~ +150 2000 200 单位 V ℃ ℃ V V
推荐的工作参数范围
名称 VDD Top 参数 输入工作电压 工作的环境稳定 参数范围 4.5~5.5 -20~85 单位 V ℃
特点;
>>输出:5v2A &VIN=3.7V 效率 90% ;5v1A &VIN=3.7V 效率 93% >>放电指示灯:充电指示灯(支持单、双 led 指示模式) >>锂电池放电关断电压 2.9v >>锂电池充满电压 4.2v ±0.15v >>集成充电和放电管理 >>智能温度控制 >>4 个 led 电量指示 >>led 手电筒电流 100mA >>输出短路、过压、过载、过充、过放保护 >>涓流模式、零电压启动充电模式 >>静态功耗:20uA >>支持各类手机移动数码产品充电
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KMS9412
应用说明
恒温充电模式: KMS9412 内部集成了温度反馈环路,充电时,如果芯片内部的温度升高到 110℃,充电电流 会随着芯片的温度升高而降低,从而减小系统功耗,降低温升,当温度升高到 130℃时,充 电电流小为零, 由于温度反馈控制,IC 工作温度最终会稳定在 110℃~130℃之间的某个值。 充电电流设定: 充电电流可以通过设定 ISET 引脚的电阻来设定, 最大可设定充电电流为 1.2A,电流设定 关系如下式:
应用原理图
BAT+
P0KMS941207 P0C501 P0C401
BAT
P0KMS9412014 OUTP P0C302 P0C301
N0VOUT 5V Vout 5V
JK2 1 D-P0JK202 2 N0D+ D+ P0JK2033
P0JK201 N0D0 P0JK204
L1
P0L101 P0L102 P0KMS941201
AGND PGND PGND
P0KMS9412010 LED2
50% P0LED202
10UF GND
P0KMS941204
P0KMS941203
Hale Waihona Puke P0KMS941205R3 1k ESOP16
P0KMS9412011 LED1
25% P0LED102
GND
N04¸öLEDµçÁ¿Ö¸Ê¾µÆ¡£ 4个led 电量指示灯。
IC 型号 充电 电池电压(v) VBAT<3.6 3.6≤VBAT<3.75 KMS9412 3.75≤VBAT<3.9 3.9≤VBAT<4.2 4.2≤ VBAT Led1 闪烁 亮 亮 亮 亮 Led2 灭 闪烁 亮 亮 亮 Led3 灭 灭 闪烁 亮 亮 Led4 灭 灭 灭 闪烁 亮 放电 电池电压(v) VBAT<2.9 2.9≤VBAT<3.05 3.05≤VBAT<3.5 3.5≤VBAT<3.65 3.65≤VBAT<3.8 3.8≤VBAT Led1 灭 快闪 亮 亮 亮 亮 Led2 灭 灭 灭 亮 亮 亮 Led3 灭 灭 灭 灭 亮 亮 Led4 灭 灭 灭 灭 灭 亮
KMS9412
概述
KMS9412 是一款专为移动电源设计同步升压单芯片解决方案,内部集成了线性充电管理模 块、 同步放电管理模块、电量检测与 LED 指示模块、保护模块。 KMS9412 内置充电与放电功率 MOS,充电电流可以设定,最大充电电流为 1.2A,支持外 。 MOS实现2.1A充电。同步升 压最大输出为 2.1A KMS9412 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、输出重载保 护、输出短路保护等多重安全保护功能以保证芯片和锂离子电池的安全,应用电路简单,只需 很少元件便可实现充电管理与放电管理。
电气参数
符号 VDD VBAT △ VRECHRG VISET IBAT ITRK VTRK VTRK_HYS TST TZERO VUV_BAT VWN_BAT VBAT_END ISD_BAT VOUT TSD THYS VLIT ILEDx FLEDx_C FLED1_WN RON_CHRG RON_NMOS RON_PMOS FOSC 参数 充电输入电压 预设充电电压 再充电阈值电压 ISET 电压 BAT 恒流充电电流 BAT 涓流充电电流 涓流充电阈值电压 涓流充电滞回电压 温度补偿阈值 零电流温度 BAT 欠压锁定阈值电压 BAT 低压报警电压 BAT 放电终止电压 BAT 待机电流 升压输出电压 过温保护阈值 过温保护滞回 LIT 低电平电压 LED1~LED4 驱动电流 LEDx 充电闪烁频率 LED1 低电闪烁频率 充电 PMOS 导通电阻 放电 NMOS 导通电阻 放电 PMOS 导通电阻 升压电路工作频率 400 ILIT=100mA BAT=3.7V VBAT=3.7V ILOAD=1A,VB AT=3.7V 温度上升 4.8 130 VBAT 上升 VBAT 下降 2.8 4.2V 规格 4.35V 规格 VBAT-VRECH RG RISET=1KΩ RISET=1KΩ, 恒流充电模式 RISET=1KΩ, 恒流充电模式 SET=1K Ω,VBAT 上升 RISET=1KΩ 0.90 900 1 1000 100 2.96 100 110 140 3.15 3.05 2.9 16 5.0 140 20 0.6 3 1 2 300 40 40 500 600 3.0 30 5.2 150 1.1 1100 测试条件 最小值 4.3 4.15 4.3 典型值 5 4.2 4.35 最大值 5.5 4.25 4.4 单位 V V V mV V mA mA V mV ℃ ℃ V V V uA V ℃ ℃ V mA Hz Hz mΩ mΩ mΩ KHz
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KMS9412
过温保护: 在充电或者放电时,如果芯片温度升高到 140℃,则芯片停止工作以保护芯片以及锂离子电 池,等到温度降低到 120℃后再自动恢复工作。 保护功能 : KMS9412 集成了过充保护、过放保护、充电温度补偿、过温保护、输出过压保护、输出重载 保护、输出短路保护等多重保护机制,也可以额外再加一颗 DW01 对系统进行双重保护。 元件选择: 1、输出电容 C3\C4\C5 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 的饱和电流需大于 5A,否则因电感饱和可能会导致芯片工作不正常; 3、电阻 R2 对封装尺寸无要求,但是 R2 不能省略; (RC 滤波 ) 4、电阻 R1 为可选,R1 主要是减小充电时芯片所承受的功耗降低芯片温度,这里需要根据 R1 的实际功耗选择封装尺寸; PCB 设计参考: 1、5V 输出端的 USB 外壳不能接 GND,需浮空; 2、IC 下面敷铜散热,散热面积尽量大且散热的地方留一些通孔增强散热; 3、AGND、PGND 直接打到 IC 下面的散热敷铜上; 4、BAT 与地的电容 C1 靠近 IC 的 BAT 和 GND 管脚,BAT+和 BAT-需先经过 BAT 电容再到 IC, 各 GND 走线要尽量粗,空余的地方全部走 GND; 5、应用电路中,电源回路走线要短且粗,尽量不要过过孔。 工作状态与电量指示 : LED1~LED4 为充放电状态与电量指示引脚,须串联 LED 到 GND;不同状况时 LED 状态如下: ①接入 VDD 时,LED1 到 LED4 会依次全部点亮,然后再根据电池电量指示充电状态,达到电 量的 LED 常量,当前电量 的 LED 以 1Hz 频率闪烁,充满电后 LED1~LED4 全亮; ②待机状态下,若按下按键 SW ,显示电量 16S 后关闭; ③放电时,LED1~LED4 根据电池电压指示当前电量,若电池电压低于 3.05V,LED1 会以 2HZ 的频率快闪提示电量低, 直到电池电压低于 2.9V,关闭电路,进入低功耗低压保护模式,需要重新充电至 3.2V 以上 才可以再次放电; ④长按 SW 键 1.5S,手电筒打开,再次长按 SW 键 1.5S 手电筒输出关闭。 LED1~LED4 工作状态
P0KMS941208 LED4
1206/0.4R
R2 1.5R
LED4 P0LED401 LED3 P0LED301 LED2 P0LED201 LED1
P0LED101
100%
P0LED402
P0KMS941209 LED3
75% P0LED302
C2 MCROUSB
P0R202
16 P0KMS9412016 ISET
P0C502
2.2UH D1
P0C101 P0LEDÊÖµçͲ01 P0LEDÊÖµçͲ02
SW P0KMS9412012 LIT
P0KMS941202 P0KMS9412013 OUTN
C3 10UF GND GND
P0C102
C1 10UF
LED
P0C402
SW
C5 22UF
C4 22UF
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I CHRG 1000
1V RISET
充电模式: 如果充电之前锂离子电池电压低于 2.9V,为了保护电池,KMS9412 工作在涓流充电模式,此 时充电电流为正常设定电流的 1/7;当电池电压达到 2.9V 以后, KMS9412 进入恒流充电模 式,以设定的电流给电池充电;当电池电压达到 4.2V 后, KMS9412 工作在恒压充电模式, 此时输出电压恒定,充电电流逐渐减小,当充电电流减小为正常设定电流的 1/7 时,充电过 程结束,充电电流降为零。 负载检测与低功耗智能待机 : 负载插入时 KMS9412 可以自动检测到负载并开启升压电路工作。当负载拔掉,经过 16S 延 时,升压电路关闭,IC 进入低电流待机模式,待机电流减小到 10uA 以下。 放电指示 : 放电时,LED1~LED4 根据电池电压指示当前电量,当电池电压低于 3.05V 时,LED1 会以 2HZ 频率快闪进行低电提示。 手电照明输出: LIT 端可以驱动 LED 灯用于手电筒照明,最大驱动电流为 100mA , 可以给 LED 串联电阻 来减小指示手电灯的电流,SWT 是手电照明使能端,如果长按 S1 键 1.5S,手电筒打开,再 次长按 SW 键 1.5S 手电筒输出关闭。 电池低压保护: 启动时,当 BAT 电压大于 3.2V 时,升压电路开始工作,工作过程中如果电池电压低于 3.05V,则 LED1 会以 2HZ 频率快闪提醒电量较低,当电池电压低于 2.9V,则放电输出关闭, KMS9412 进入低电流待机模式,待机电流小于 10uA。
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