XPM6320

深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. XPM6320 (文件编号： S&CIC1465) 1 特性  20W 快速充放电全集成电源管理芯片 高灵活度  - 电阻可配置充电限流值 高至 5A 开关模式降压充电 - 电阻可配置放电限流值 - 4A 效率高至 93%；5A 效率高至 91% - 电阻可配置电量显示阈值 - 自适应 5/9V 输入，支持 FreeChargeTM - 电阻可配置电池内阻补偿，精确电量显示 快速充电  - PIN 脚可配置电池类型 高至 20W 同步 Boost 升压放电 - PIN 脚可配置 USB 端口类型 - 5V/3A 效率高至 93 %；9V/2A 效率高至 - 支持 I2C 调压，可外扩各种快速充电协议 92% - 兼容 QC3.0 快充协议，支持 5/9/12V 输 高集成度  - 功率路径 （Power Path Management） 出电压  - 4 路 NMOSFET 符合 USB Type-C™规范 1.2. 配置为 - 内部环路补偿 Try.SRC 强供电 DRP 双角色，支持 Type-C  高可靠性和安全性  端口 5V/3A 充放电 - 输入耐压高至 18V 自适应匹配 USB 端口和充电器 - 温度自平衡 - 全程电压范围自适应获取最大功率输入 - 过压、过流、过温保护 - 自动检测 USB SDP、CDP、DCP 以及非 - ESD 4KV 标准适配器   - 自动侦测充电设备插入拔出 2 应用 - 自动侦测受电设备插入拔出 自动识别受电设备，并配置 D+/D-连接  高品质移动电源 - 支持苹果及三星设备  手机、平板等便携式设备 - 支持 BC1.2 协议 DCP 短接 D+和 D-  行车记录  Boost 模式输出恒压恒流  支持按键开关机  待机模式功耗低至 80 A  4 颗 LED 电量显示和 LED 照明灯  快速放电状态指示灯  500K 开关频率，1.5  高精度 100 电感 90 85 VBAT=3.2V 80 - 充电电池饱和电压精度±0.5% 75 - 充电电流精度±2% 70 5V Output 9V Output L=1.5uH 0 - 升压输出电压精度±2% 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 Output Current (A) - 升压恒流电流精度±5% Version 1.4 VBAT=3.7V 95 Efficiency (%)  6.00 mm x 6.00 mm QFN-36 Package 待机/充电/升压三种模式自动切换 第 1 页 共 19 页 Copyright © 2016, 云矽半导体 深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. XPM6320 (文件编号： S&CIC1465) 20W 快速充放电全集成电源管理芯片 3 概述 XPM6320 是一款集成度高，性能卓越，应用灵活的电源管理芯片，适用于锂离子电 池和锂聚合物电池的充电管理和电源路径管理系统。XPM6320 集成电流模同步充电模块 与升压模块，high-side/low-side 开关采用 20 导通电阻 NMOS，从而实现非常高的转 换效率。该芯片还集成了 bootstrap diode 为 high-side 开关的驱动电路供电。同步整流控 制环路包含有输入电压、输入电流，输出电压、输出恒流、温度平衡等五个环路，从而 为 XPM6320 提供卓越的电源性能。 XPM6320 可用外部电阻配置电池充电电流，最高可达 5A。其中，4A 充电效率高至 93%；5A 充电效率高至 91%。Boost 模块输出功率最高可达 20W，5V/3A 效率可达 93%， 9V/2A 效率可达 92%，12V/1.5A 效率可达 91%。Boost 模块具有输出电流恒流的功能， 并可以通过外部电阻设置恒流值。 XPM6320 内部集成了 Quick Charge 快充响应与快充请求协议，能够请求 9V 电压快 速充电，从而节省电池的充电时间；也能够响应外接设备的快充请求，为外接设备传输 更高的功率。XPM6320 内部还集成了外接设备自动识别协议，能够自动识别苹果，三星 及其他安卓设备，为各种外接设备提供最优化的充电方案。 XPM6320 可以通过外部电阻设置来补偿电池内阻，很好地解决了电池电量显示不准 的问题。也可以通过外部电阻来设置电池电量显示阈值，满足各种电池应用需求。支持 4 颗 LED 显示电量，支持 LED 照明灯以及快速放电状态指示灯。 XPM6320 支持双路 USB-A 端口或 USB-A+C 端口组合的应用。通过 PIN 脚可选择两种 应用，非常简单方便。支持 USB Type-C™规范 1.2，集成完整协议，芯片配置为 Try.SRC 强供电 DRP 双角色，支持 USB Type-C 端口 5V/3A 充电和放电。 XPM6320 可通过 PIN 脚选择 4.2V/4.35V 电池充饱电压。 XPM6320 能够在多种工作状态之间自动切换。当芯片处于待机模式时，功耗低至 80 ；当芯片侦测到有效的输入电源时，切换到充电模式，输入电源拨出后切换到待机 模式；当芯片侦测到外部设备时，切换到升压放电模式，外部设备拨出或充满电后切换 到待机模式。 XPM6320 集成各种保护功能：欠压、过压、过流、过温等保护，能耐高至 18V 的电 压，具有良好的 ESD 防护性能，系统稳定可靠。 XPM6320 仅需极少的外围元器件，为各种便携式设备提供高性能高集成度的解决方 案。 Version 1.4 第 2 页 共 19 页 Copyright © 2016, 云矽半导体 深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. XPM6320 (文件编号： S&CIC1465) 20W 快速充放电全集成电源管理芯片 4 应用电路 WLED FC LED1 LED2 LED3 VBAT USB-B LED4 VIN SW DP BOOT DM XPM6320 VSYS VOUT DP DM USB-A DP DM NTC TCG KEY VBUS USB-C ISET CC1 OLIM CC2 AGND Version 1.4 VCC CC1 CC2 RBATS RBATC VBATS MODE 第 3 页 共 19 页 Copyright © 2016, 云矽半导体 深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. XPM6320 20W 快速充放电全集成电源管理芯片 (文件编号： S&CIC1465) AGND RBATS RBATC LED1 LED2 LED3 LED4 DP DM 5 引脚定义 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 MODE FC 1 NTC 2 26 CC2 ISET 3 25 CC1 OLIM 4 24 TCG XPM6320 WLED 5 Version 1.4 名称 FC NTC ISET OLIM WLED VBUS VIN KEY VOUT VSYS SW NC BOOT VCC VBAT VBATS TCG CC1/CC2 MODE DM/DP LED1~4 RBATC RBATS AGND PGND 10 11 12 13 14 15 16 17 19 18 NC NC 20 BOOT SW 8 SW KEY SW 21 VCC SW 7 VSYS VIN VSYS 22 VBAT VOUT VBUS 6 VOUT 9 引脚 1 2 3 4 5 6 7 8 9,10 11,12 13,14,15,16 17,18,19 20 21 22 23 24 25,26 27 28,29 30,31,32,33 34 35 36 EPAD 23 VBATS NC 描述 升压放电模式工作时，快速放电状态指示 电池温度检测 设置充电电流 设置输出电流 LED 照明灯驱动端口 USB Type-C 接口 VBUS 引脚 输入电源端口 开机使能按键 输出电源端口 系统输出电压 DC-DC 电感接入端 High-side 功率管驱动电源 系统内部电源 电池电压检测端口 电池类型选择端口，悬空 4.2V，接地 4.35V USB Type-C 接口 VBUS 开关管控制端口 USB Type-C 接口 CC 引脚 悬空配置为双 USB-A 接口，接地配置为 USB-A+Type-C 接口 USB 的 D-/D+接入端口，用于 USB 自动识别与快充检测 4 颗 LED 灯驱动端口，用于电池电量显示 电池内阻补偿端口 设置电池电量显示阈值 系统模拟地 系统功率地 第 4 页 共 19 页 Copyright © 2016, 云矽半导体 深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. XPM6320 20W 快速充放电全集成电源管理芯片 (文件编号： S&CIC1465) 6 规格参数 6.1 极限工作参数(1) 参数 最小值 最大值 单位 VIN -0.3 18 V VOUT, VSYS -0.3 18 V SW -0.3 18 V AGND -0.3 0.3 V 其他 -0.3 6 V 结温 -40 150 存储温度 -65 150 耐压（对 PGND） (1) 超出极限工作范围值可能会造成器件永久性损坏。长期工作在极限额定值下可能会影响器件的 可靠性。 6.2 ESD 性能 符号 参数 人体放电模式 (HBM) VESD 值 单位 ±4000 V 6.3 推荐工作条件 参数 最小值 输入电压 VIN 输出电流 IOUT 典型值 4.3 最大值 单位 10.8 V VOUT=5V 3 4 VOUT=9V 2 2.3 VOUT=12V 1.5 1.7 VBAT 电池电压 IBAT 电池充电电流 L 电感 1.5 2.2 COUT 输出电容 44 66 TA 工作环境温度 -40 2.5 A 4.8 V 5.2 A 3.3 µH µF 85 6.4 热阻值 符号 参数 值 (1) RθJA 结温和周围温度之间的热阻 26 RθJCtop 结温和封装外壳表面温度之间的热阻 29 RθJCbot 结温和封装外壳底部温度之间的热阻 2 单位 /W (1) 4 层 PCB 电路板,室温 28 条件下测得。 Version 1.4 第 5 页 共 19 页 Copyright © 2016, 云矽半导体 深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. XPM6320 20W 快速充放电全集成电源管理芯片 (文件编号： S&CIC1465) 6.5 电气特性 没有特别注明情况下，以下参数为 Parameters ， Symbol 条件下测得。 Condition Min Typ Max Unit 静态电流 Quiescent Currents VBAT=3.2V 80 VBAT=3.7V 90 待机模式电流 IBAT_STD 充电模式静态电流 IIN_CHG VIN=5V, No Battery 14 23 mA 升压模式静态电流 IBAT_BOOST VBAT=3.7V, VOUT=5.1V 5 9 mA 4.3 10.8 V µA 充电系统 Battery Charger VIN 工作电压范围 VIN_RANGE 电池充电饱和电压 VBAT_FULL 电池回充电压阈值 VBAT_RECHG VBATS 悬空 4.18 4.2 4.22 V VBATS 接地 4.33 4.35 4.37 V VBATS 悬空 4.03 4.05 4.07 V VBATS 接地 4.10 4.15 4.20 V 电池回充迟滞电压 150 电池过压阈值 VBAT_OVP 恒流充电范围 ICHG_RANGE 恒流充电电流 ICHG 涓流充电电流 IPRECHG 涓流充电电池电压阈值 VPRECHG VBAT=4.2V /4.35V 103% TPRECHG 恒压充电截止电流 ITERM 充电截止时间 TTERM 充电自适应电压阈值 VIN_TRACK mV VBAT VIN=5V, RISET=20k ~5.1k 1.0 4.0 A VIN=9V, RISET=20k ~5.1k 1.0 4.5 A RISET = 10k 1.8 2 2.2 A RISET =6.2k 2.7 3 3.3 A RISET =5.1k 3.8 4.1 4.5 A 5% 10% 15% ICHG 涓流充电到恒流充电 2.9 3 3.1 V 恒流充电到涓流充电 2.7 2.8 2.9 V 涓流充电阈值迟滞电压 涓流充电截止时间 200 5% 200 mV 60 Min 10% 15% 24 ICHG H VIN=5V 4.6 4.65 4.7 V VIN=9V 8.15 8.2 8.25 V 充电自适应温度阈值 120 °C 升压系统 Boost Mode 电池工作电压 VOUT 电压范围 Version 1.4 VBAT VOUT 2.8 4.5 VBAT=2.8V~4.5V, VOUT=5V 5.10 5.15 5.20 VBAT=2.8V~4.5V, VOUT=9V 8.95 9.05 9.15 VBAT=2.8V~4.5V, VOUT=12V 11.88 12 12.12 第 6 页 共 19 页 V V Copyright © 2016, 云矽半导体 深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. XPM6320 20W 快速充放电全集成电源管理芯片 (文件编号： S&CIC1465) 电气特性（续） 没有特别注明情况下，以下参数为 Parameters 输出电流 Symbol IOUT ， 条件下测得。 Condition VBAT=3.7V, ROLIM=5.1k Min Typ Max VOUT=5V 2.8 3 3.2 VOUT=9V 1.8 2 2.2 VOUT=12V 1.3 1.5 1.7 Unit A VBAT=3.7V, VOUT=5V, COUT=66µF 100 mV 负载过流检测时间 VOUT