ADP5091ACPZ-2-R7

集成MPPT和充电管理功能的 超低功耗能量采集器PMU ADP5091/ADP5092 产品特性 升压调节器集成最大功率点跟踪(MPPT)功能，动态检测或非 检测两种模式 迟滞模式可实现最佳超轻负载效率 450 nA超低静态电流(CBP ≥ MINOP) 360 nA超低静态电流(CBP < MINOP) 输入电压范围：80 mV至3.3 V 通过电荷泵实现380 mV(典型值)快速冷启动 基于输入开路电压(OCV)的MINOP引脚可编程关断点 1.5 V至3.6 V范围内的150 mA调节输出电压 可编程电压监控器(2 V至5.2 V)支持对储能元件进行充电 可选BACK_UP电源路径管理 对RF传输友好，可通过微控制器(MCU)通信临时关断开关稳 压器 应用 光伏(PV)电池能量采集 TEG能量采集 工业监控 自供电式无线传感器设备 具有能量采集功能的便携式和可穿戴式设备 PGND AGND 典型应用电路 图1. 概述 大限度地提取采集器的能量。可编程最低工作阈值 ADP5091/92是一款智能集成式能量采集nA级管理解决 (MINOP)可 在 低 光 照 条 件 下 实 现 升 压 关 断 。 LLD是 指 方案，可转换来自光伏电池或热电发生器(TEG)的直流 MIONP比较器输出，可用于微处理器的低光照指示，此 电源。该器件可对储能元件(如可充电锂离子电池、薄膜 外，DIS_SW引脚还能暂时关断升压调节器，并且对RF传 电池、超级电容或传统电容)进行充电，并对小型电子设备 输友好。 和无电池系统上电。 ADP5091/92的充电控制功能保护可充电储能器，实现方 ADP5091/92能对采集的有限能量(16 μW到600 mW范围)实 法是通过可编程充电截止电压和放电关断电压监控电池 现高效转换，工作损耗为亚μW级别。利用内部冷启动电 电压。此外，内置可编程迟滞功能的可编程PGOOD标志 路，调节器可在低至380 mV的输入电压下启动。冷启动后， 监控SYS电压。 调节器便可在80 mV至3.3 V的输入电压范围内正常工作。 可选原电池可通过集成式电源路径管理控制模块连接和管 额外的150 mA稳压输出可通过外部电阻分压器或VID引脚 理，该模块可经过编程来实现能量采集器、可重复充电电 编程。 池和原电池的电源之间的切换。 通过检测输入电压，控制环路可将输入电压纹波限定在固 ADP5091/92采用24引脚LFCSP封装，额定结温范围为−40°C 定范围内，从而保持稳定的DC-DC升压转换。在OCV动态 至+125°C。 检测模式和非检测模式下，输入电压的编程调节点允许最 Rev. PrA Document Feedback Information furnished by Analog Devices is believed to be accurate and reliable. However, no responsibilityis assumed by Analog Devices for its use,nor forany infringements of patents or other rights of third parties that may result from its use. Specifications subject to change without notice. No license is granted by implication or otherwise under any patent or patent rights of Analog Devices.Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A. Tel: 781.329.4700 ©2016 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Technical Support www.analog.com ADI中文版数据手册是英文版数据手册的译文，敬请谅解翻译中可能存在的语言组织或翻译错误，ADI不对翻译中存在的差异或由此产生的错误负责。如需确认任何词语的准确性，请参考ADI提供 的最新英文版数据手册。 ADP5091/ADP5092 目录 产品特性 ...........................................................................................1 详细功能框图 ..................................................................................9 应用....................................................................................................1 典型应用电路 ................................................................................10 典型应用电路 ..................................................................................1 工厂编程选项 ................................................................................12 概述....................................................................................................1 外形尺寸 .........................................................................................13 技术规格 ..........................................................................................3 订购指南 待定.........................................................................13 调节输出规格 .............................................................................4 电气特性，VSY = ±5 V..............................................................5 绝对最大额定值..............................................................................6 热阻 ..............................................................................................6 ESD警告.......................................................................................6 引脚配置和功能描述 .....................................................................7 Rev. PrA | Page 2 of 13 ADP5091/ADP5092 技术规格 除非另有说明，VIN = 1.2 V，VSYS =VBAT = 3 V，最小值/最大值的TJ = −40°C至125°C，典型值的TA =25°C。 外部元件L = 22 μH，CIN = 4.7 μF，CSYS= 4.7 μF。 表1. 参数 符号 静态电流 SYS引脚的工作静态电流 IQ_SYS (VIN > VCBP ≥ VMINOP) SYS引脚的休眠静态电流 测试条件/注释 最小值 典型值 最大值 单位 REG_D0=低电平，REG_D1=低电平 450 nA REG_D0=高电平，REG_D1=低电平 488 nA REG_D0=低电平，REG_D1=高电平 520 nA REG_D0=高电平，REG_D1=高电平 500 nA IIQ_SLEEP_SYS REG_D0=低电平，REG_D1=低电平 360 nA VIN_COLD PIN_COLD VSYS_TH VSYS_HYS VSYS = 0 V，0°C < TA < 85°C 380 16 1.93 125 VIN PIN VSYS_CHG VSYS_CHG_HYS IIN_PEAK 冷启动完成 冷启动完毕，VIN = 3 V RLS_DS_ON RHS_DS_ON RSYS_DS_ON DIS_SWHIGH DIS_SWLOW tDIS_DELAY 引脚到引脚测量 引脚到引脚测量 TVOC_CYCLE TVOC_SAMPL IMINOP VMINOP_DSM 工厂调整，2位(4 s、8 s、16 s、32 s) (VCBP < VMINOP) 冷启动电路 冷启动最小输入电压 冷启动最小输入功率 冷启动结束工作阈值 冷启动结束工作迟滞 升压调节器 输入电压工作范围 输入功率工作范围 开始给BAT充电的SYS阈值 停止给BAT充电的SYS迟滞 输入峰值电流 低端开关导通电阻 高端开关导通电阻 SYS开关导通电阻 DIS_SW高电平 DIS_SW低电平 DIS_SW延迟 VIN控制和MINOP VIN开路电压采样周期 VIN开路电压采样时间 MINOP偏置电流 动态MPPT检测模式下的MINOP 工作电压范围 MPPT非检测模式下的MINOP阈值 MPPT非检测模式下的MPPT偏置电流 LLD上拉电阻(仅ADP5091/92) LLD下拉电阻(仅ADP5091/92) LLD高电压 CBP引脚漏电流 储能管理 给BAT充电的SYS阈值电压 内部基准电压 1.8 0.1 2.03 3.3 600 2.1 150 200 300 0.5 1 0.48 工厂调整，1位(200 mA、300 mA) 440 300 400 待定 待定 0.70 1 0.5 16 2 56 VCHR VREF 0.98 Rev. PrA | Page 3 of 13 V 1.8 V 11.4 11.4 kΩ kΩ VLLD_IH ICBP_LEAK V mW V mV mA mA Ω Ω Ω V V s ms 1.5 VMINOP_NSM IMPPT mV µW V mV 10 REG_O UT 100 pA 2.2 1 1.02 V V ADP5091/ADP5092 参数 电池停止放电阈值 电池停止放电迟滞电阻 电池端子充电阈值 电池端子充电迟滞 SYS引脚的PGOOD上升阈值 PGOOD上拉电阻 PGOOD下拉电阻 PGOOD高电压 电池开关导通电阻 电池源电流 BAT引脚漏电流 备用电源路径 关断BACK_UP开关阈值 关断BACK_UP开关迟滞电阻 BACK_UP和BAT比较器偏移 BACK_UP和BAT比较器迟滞 BACK_UP电流能力 BACK_UP引脚漏电流 热关断 热关断阈值 热关断迟滞 符号 VBAT_SD RBAT_SD_HYS VBAT_TERM VBAT_TERM_HYS VSYS_PG VPGOOD_IH RBAT_SW_ON IBAT IBAT_LEAK 测试条件/注释 引脚到引脚测量 VBAT = 2 V，VBAT_SD = 2.2 V，VSYS =2 V VBAT = 3.3 V，VBAT_SD = 2.2 V，VSYS =0 V VBK_TF RBK_TF_HYS VBKP_OFFSET VBAT_HYS IBKP IBKP_LEAK VSYS ≥ VSYS_TH VSYS ≥ VSYS_TH VSYS ≥ VSYS_TH VBACK_UP = VSYS = VBAT = 3 V TSHDN THYS VSYS ≥ VSYS_TH 最小值 典型值 最大值 2 .0 VBAT_TERM 65 103.5 150 2.2 5.2 3 3.7 VBAT_SD VBAT_TERM 11.4 11.4 SYS 待定 0.6 待定 1 15 50 0.5 20 单位 V kΩ V % V kΩ kΩ V Ω A nA nA 2.0 65 135 55 103.5 VBAT_TERM 150 V kΩ 185 75 400 6 250 100 520 18 mV mV mA nA 135 15 °C °C 调节输出规格 VIN = 1.2 V，VSYS =VBAT = 3 V，VREG_OUT=2 V，L = 22 μH，CIN = 4.7 μF，CSYS= 4.7 μF，CREG_OUT=4.7 μF；最小值/最大值 规格的TJ = −40°C至125°C，典型值规格的TA =25°C，除非另有说明。 表2. 参数 调节输出 VID控制下的输出选项 升压模式的REG_OUT REG_OUT唤醒阈值 REG_OUT睡眠阈值 高端开关导通电阻 升压模式的限流阈值 LDO模式的REG_OUT REG_OUT精度 符号 最小值 典型值 最大值 单位 VREG_OUT 1.5 3.6 V VREG_WAKE VREG_SLEEP RBST_DS_ON VREG_BST_LIM 1.005 1.015 1.036 1.046 待定 待定 V V Ω mA 1 3.5 % % 1.01 1.03 V V VREG_LDO 可调REG_OUT精度 VREG_LDO_ADJ REG_OUT压差 LDO模式的限流阈值 输出噪声 VREG_ DROP IREG_LIM OUTNOISE 电源抑制比 PSRR REG_D0和REG_D1 输入逻辑高电平 测试条件/注释 IOUT = 10 mA 0 μA < IOUT < 150 mA，VSYS = (VREG_OUT + 0.5 V) IOUT = 10 mA 0 μA < IOUT < 150 mA，VSYS = (VREG_OUT + 0.5 V) IOUT = 150 mA VSYS ≥ VSYS_TH 10Hz至100kHz -1 -3.5 0.99 0.97 1 1 220 100 320 100 100Hz 1kHz 65 50 1.2 VREG_DX_IH Rev. PrA | Page 4 of 13 1.020 1.030 1 100 mV mA uV rms dB dB V ADP5091/ADP5092 参数 输入逻辑低电平 输入漏电流 REG_GOOD(仅ADP5092) REG_GOOD上升阈值 REG_GOOD迟滞 REG_GOOD上拉电阻 REG_GOOD下拉电阻 REG_GOOD高电压 符号 VREG_DX_IL IREG_DX_LEAK 测试条件/注释 VREG_GOOD VREG_GOOD_HYS 最小值 典型值 最大值 0.4 20 单位 V nA 90 5 11.4 11.4 % % kΩ kΩ REG_O UT VREG_GOOD_IH Rev. PrA | Page 5 of 13 ADP5091/ADP5092 绝对最大额定值 热阻 表3. 参数 VIN、MPPT、CBP、MINOP DIS_SW、TERM、SETPG、SETSD、 SETBK、PGOOD、PG_HYS、REF、 REG_D0、VID、REG_D1、LLD至AGND SW、SYS、BAT、BACK_UP、 REG_OUT、REG_FB至PGND PGND至AGND θJA针对最差条件，即器件焊接在电路板上实现表贴封装。 额定值 −0.3 V至+3.6 V −0.3 V至+6.0 V 表4. 封装类型 θJA θJC 24 引脚 LFCSP封装 待定 待定 单位 ESD警告 −0.3 V至+0.3 V 注意，等于或超出上述绝对最大额定值可能会导致产品永 ESD(静电放电)敏感器件。 久性损坏。这只是额定最值，不表示在这些条件下或者在 带电器件和电路板可能会在没有察觉的情况下放电。 尽管本产品具有专利或专有保护电路，但在遇到高能 量ESD时，器件可能会损坏。因此，应当采取适当的 ESD防范措施，以避免器件性能下降或功能丧失。 任何其它超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下， 器件能够正常工作。长期在超出最大额定值条件下工作会 影响产品的可靠性。 Rev. PrA | Page 6 of 13 ADP5091/ADP5092 引脚配置和功能描述 图2. ADP5091 LFCSP封装引脚配置 图3. ADP5092 LFCSP封装引脚配置 表5. 引脚功能描述 引脚编号 1 2 3 4 5 6 7 8 引脚名称 REF SETSD SETBK TERM SETPG SETHYST AGND CBP 9 MPPT 11 12 13 LLD REG_GOOD PGND SW MCU的低光照指示器。当MINOP电压高于CBP电压时，LLD拉高。仅限ADP5091。 调节输出电源良好。仅限ADP5092。 电源地 感性升压调节器的开关节点，与外部电感相连。应将一个22 μH电感连接在此引脚与VIN之间。 14 15 16 BAT REG_FB SYS 18 19 20 21 BACK_UP PGOOD VID MINOP 将可充电电池或超级电容用作SYS输出电源的储能器。 调节输出反馈电压检测输入。连接到REG_OUT的电阻分压器。 向系统负载提供的输出电源。在此引脚和PGND之间至少连接一个4.7 μF电容，并尽可能靠近放置。 调节输出。在此引脚和PGND之间至少连接一个1 μF电容，并尽可能靠近放置。 备用原电池的可选输入电源。 MCU的输出电压。当SYS电压高于SETPG阈值时，保持一个拉高信号。 REG_OUT的电压配置引脚。最多可设置8个不同REG_OUT，通过一个接AGND的下拉电阻。 最小工作电源。在此引脚上放置一个电阻来设置最小工作输入电压电平。当CBP电压超过MINOP电压时， 升压调节器开始工作。当MINOP电压高于MPPT非检测模式的阈值时，IC以固定MPPT比值工作。此引脚 连接AGND可禁用MINOP功能。 描述 为SETSD、SETPG、SETBK和TERM引脚提供基准电压。 关断设置。此引脚根据BAT节点电压电平设置放电关断电压。 设置监控BAT电压的BACK_UP禁用阈值。无BACK_UP储能元件时，此引脚连接到AGND。 充电截止电压。此引脚根据BAT节点电压电平设置充电截止电压。 根据SYS节点电压电平设置电源良好电压。 设置PGOOD下降迟滞。PGOOD下降迟滞的电阻分压器输入。 模拟地。 电容旁路。采样并保持最大功率点电平。应将一个10 nF电容连接在此引脚与AGND之间。MPPT禁用时， 将CBP与低于VIN的外部基准电压源相连。模拟地。 最大功率点跟踪。此引脚设置不同能量采集器的最大功率点跟踪电平。放置一个连接到AGND的电阻， 当MINOP电压高于MPPT非检测模式的阈值时，该电阻设置MPPT电压。 来自能量采集器的输入电源。在此引脚和PGND之间至少连接一个4.7 μF电容，并尽可能靠近放置。 Rev. PrA | Page 7 of 13 ADP5091/ADP5092 引脚编号 22 23 24 引脚名称 DIS_SW REG_D1 REG_D0 EPAD 描述 来自MCU或RF收发器的控制信号，用以停止开关升压充电器。 调节输出工作模式设置。 调节输出工作模式设置。 裸露焊盘。exposed pad必须连接到AGND。 Rev. PrA | Page 8 of 13 ADP5091/ADP5092 详细功能框图 SYS LDO REG_SWITCHES CSYS REG_OUT BACK_UP + - REG_FB REG_D0 REG_D1 HYSTERESIS REGULATOR AND LDO BACK_UP SWITCHES L SW BAT BSTO BAT SWITCHES HS + - BKB SYS SWITCH VID PHOTOVOLTAIC CELL BACK_UP CONTROL CIN SYS VIN LS COLD START CHARGE PUMP BKB BAT SDB REF BAT ROC2 MPPT MPPT CONTROL TERM_REF ROC1 CBP BOOST CONTROL MINOP EN_BST CHARGE CONTROL AND POWER PATH MANAGEMENT SETSD SDB PGOOD PG PGB DIS_SW BKB LLD TRM BIAS REFERENCE AND OSCILLATOR TERM_REF R PGND 图4. 详细功能框图 Rev. PrA | Page 9 of 13 AGND STEPG PGB SETHYST VREF VREF CLK PG TERM CONTROL 2R BAT STEBK TERM + - RSYS ADP5091/ADP5092 典型应用电路 图5. 基于ADP5091/92的能量采集器无线传感器应用，Solarprint 0.5 V 450 μa光伏电池用作采集能量来源， Shoei Electronics多并苯纽扣电容PAS409HR用作采集储能器， Panasonic锂离子纽扣原电池CR2032用作备用电池。 图6. 基于ADP5091/92的能量采集器电路，热电发生器用作采集能量来源， Shoei Electronics多并苯纽扣电容PAS409HR用作采集储能器， Panasonic锂离子纽扣原电池CR2032用作备用电池。 Rev. PrA | Page 10 of 13 ADP5091/ADP5092 图7. 基于ADP5091/92的能量采集器电路，压电发生器用作采集能量来源， Shoei Electronics多并苯纽扣电容PAS409HR用作采集储能器， Panasonic锂离子纽扣原电池CR2032用作备用电池。 图8. PGOOD功能决定使能系统负载的时间 Rev. PrA | Page 11 of 13 ADP5091/ADP5092 工厂编程选项 要订购非默认选项的器件，请联系当地的ADI公司办事处或代理商。 表6. 输入限流选项 选项 方案0 方案1 描述 200 mA (默认值) 300 mA 表7. VIN开路电压采样周期选项 选项 方案0 方案1 方案2 方案3 描述 4 s (默认值) 8s 16 s 32 s Rev. PrA | Page 12 of 13 ADP5091/ADP5092 外形尺寸 图9. 24引脚引线框芯片级封装[LFCSP-WQ] 4 mm × 4 mm超薄体四通道 (CP-24-10) 图示尺寸单位：mm 订购指南 待定 型号1 ADP5091ACPZ-R7 ADP5092ACPZ-R7 ADP5091-EVALZ ADP5092-EVALZ 1 温度范围 −40°C至+ 125°C −40°C至+ 125°C 封装描述 24 引脚 LFCSP_WQ 24 引脚 LFCSP_WQ 评估板 评估板 封装选项 CP-24-10 CP-24-10 Z = 符合RoHS标准的器件。 ©2016 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. PR14145sc -0-1/16(PrA) Rev. PrA | Page 13 of 13