AW3216DNR

AW3215A,AW3216 2015 年 4 月 V1.4.1 开关型、高效率、1.5A、锂电池充电管理控制器 特性 概要  开关充电，相比线性充电，充电速度更快 AW3215A/6 是高集成，开关型，高效率，大电流，  充电恒压精度 4.2V±1%（AW3215A） 锂离子电池充电管理控制芯片。集成 1.35MHz 同步  充电恒压精度 4.35V±1%（AW3216） 降压 PWM 控制器和功率 MOSFET，有效降低了功  最大 1.5A 可配置恒流充电电流 率损耗。  TM 专有的 K-DPM 基于 VBUS 电压的动态功率管理 技术，自适应匹配 USB 或输出功率较小的适配器  VBUS 引脚可承受>8kV（HBM）的 ESD 电压  效率最高可达 88%，有效降低大电流充电时 PCB 板温度 TM  专有的 K-Temp 充电电流  VBUS 引脚最高直流耐压 18V  NTC 引脚悬空时支持无电池软件 Download  强壮的保护电路：VBUS OVP 保护，充电时的最 低 VBUS 电压保护，电池 OVP 保护，芯片过温保 护  技术，可根据芯片温度线性调整 AW3215A/6 充电流程包括：激活，涓流，恒流和恒 压四个阶段。充电流程由芯片自动控制，充电完成后 电 池 电 压 下 降 到 4.08V （ AW3215A ） /4.23V （AW3216）以下时芯片重新充电。 TM AW3215A/6 集成四个环路：恒压，恒流，K-DPM TM 和 K-Temp ，分别控制恒压电压，恒流电流，VBUS 纤小的 DFN3×3-12L 封装 电压和芯片结温，充电过程中，其中一个环路起主 TM 要作用。专有 K-DPM 技术，基于 VBUS 电压动态 管理输出功率，减小充电电流而智能自适应匹配 TM USB 或输出功率较小的适配器。专有的 K-Temp 技术，可根据芯片温度线性调整充电电流，保证充 电安全和防止过热的同时获得最大的充电速度。 应用 AW3215A/6 采用纤小的 DFN3×3-12L 封装，额定的 工作温度范围为-40℃至 85℃。 手机 典型应用图 PMU_ ISENSE 手机USB端口 RC Snubber 8 VBUS RC DD+ ID TVS管 25V CBUS 1μF 1μF L1 2.2 μH VBUS SW 1 SNS NC BAT GND BB/MCU INTN ... 10 6 AW3215A/6 5 STAT GPO Default PD 4 GPO Default PD 3 PMID CTRL NTC ENN GND 12 图1 GND 11 RSNS 68m Ω@ 1.5A 7 VIO 4.7 k Ω PMU_ VBATSENSE CBAT1 1μF CBAT2 22 μF CPMID1 4.7μF CPMID2 4.7μF 9 BATTERY 2 13 NC/10kΩ AW3215A/6 典型应用图 手册中提到的全部商标所有权归各自拥有者所有。 www.awinic.com.cn 版权所有© 2015 上海艾为电子技术有限公司 AW3215A,AW3216 2015 年 4 月 V1.4.1 引脚分布及标识图 AW3215A/6 俯视图 AW3215A DNR 器件标识图 (Top View) (MARKING) NC 1 12 GND NTC 2 11 GND ENN 3 10 SW 13 CTRL 4 9 PMID STAT 5 8 VBUS BAT 6 7 3215A XXXX SNS 3215A - AW3215A DNR XXXX - 生产跟踪码 AW3216 DNR 器件标识图 (MARKING) AW3216 XXXX AW3216 - AW3216 DNR XXXX - 生产跟踪码 图2 www.awinic.com.cn AW3215A/6 引脚分布及标识图 2 版权所有© 2015 上海艾为电子技术有限公司 AW3215A,AW3216 2015 年 4 月 V1.4.1 引脚定义及功能 序号 符号 描述 1 NC 2 NTC 监控电池温度输入端，接电池 NTC 电阻 3 ENN 充电使能输入端，低电平有效，芯片内部默认下拉 4 CTRL 一线脉冲配置 STAT 引脚中断指示的充电终止的电流阈值，芯片内部默认下 拉，默认为恒流电流的 10% 5 STAT 充电状态指示，Open Drain 输出，低电平有效，外部上拉到 VIO 6 BAT 电池电压输入端和激活、涓流充电电流输出端 7 SNS 充电电流检测输入端 8 VBUS 芯片电源输入端，接 AC 适配器或 USB 9 PMID OVP 管与高边开关 MOS 管的连接点 10 SW 11 GND 地 12 GND 地 No Connect 开关端，接电感 散热片，在 PCB 上需要接地 13 艾为同系列产品对比 AW3215A AW3216 4.2 4.35 VBUS 下降 K-DPM 启动时的 VBUS 电压(V) 4.75 4.65 NTC 管脚悬空时是否支持无电池 软件 Download 或系统开机 是 是 VOREG(V) TM www.awinic.com.cn 3 版权所有© 2015 上海艾为电子技术有限公司 AW3215A,AW3216 2015 年 4 月 V1.4.1 功能框图 PMID Q1 VBUS AW3215A/6 SW Q2 OVP MOSFET Control CTRL Reverse Block Current Limiting PWM Charge Control ENN I LIMIT Q3 VK_ DPM SNS I RAMP TJ soft - start VREG I OREG TCR BAT PMID TIMER OSC NTC VBAT_ ABSENT VNTC_ COLD VNTC_ HOT VNTC_ ENABLE VBUS + BAT UNDERCOOLED + BAT OVERHEATED VBUS VOVP_IN TJ VBUS UVLO + Poor Input Source + VBUS OVP + Thermal Shutdown + SLEEP MODE TSHUTDOWN GND VPMID OVP MOSFET Control LOGIC CONTROL BAT OVP + Recharge + VBAT V OREG-VRCH VSNS VBAT I TERM Termination Linear Charge Mode VBAT VOVP + VBAT V SHORT STAT VBAT 图3 www.awinic.com.cn Linear charge NTC DISABLED + VUVLO VBUS VIN(MIN) BAT ABSENT + + I SHORT AW3215A/6 功能框图 4 版权所有© 2015 上海艾为电子技术有限公司 AW3215A,AW3216 2015 年 4 月 V1.4.1 典型应用图 PMU_ ISENSE 手机USB端口 RC Snubber 8 VBUS VBUS RC DD+ TVS管 25V CBUS 1μF 1μF L1 2.2μH SW 1 SNS NC ID BAT GND 4.7kΩ INTN ... 6 CBAT1 1μF AW3215A/6 5 STAT GPO Default PD 4 CTRL GPO Default PD 3 PMID NTC ENN GND 12 图4 RSNS 68mΩ@ 1.5A 7 VIO BB/MCU PMU_ VBATSENSE 10 CBAT2 22 μF 9 CPMID1 4.7μF CPMID2 4.7 μF NTC 2 GND 13 11 BATTERY C NTC 1μF AW3215A/6 锂电池充电的典型应用图（NTC 端接锂电池 NTC 电阻） PMU_ ISENSE 手机USB端口 RC Snubber 8 VBUS RC DD+ TVS管 ID 25V CBUS 1μF 1μF L1 2.2 μH VBUS SW 1 SNS NC BAT GND BB/MCU 4.7 kΩ ... STAT GPO Default PD 4 GPO Default PD 3 PMID CTRL NTC ENN GND 12 图5 6 AW3215A/6 5 GND 11 RSNS 68mΩ@ 1.5A 7 VIO INTN PMU_ VBATSENSE 10 CBAT1 1μF CBAT2 22 μF CPMID1 4.7μF CPMID2 4.7μF 9 BATTERY 2 NC/10k Ω 13 AW3215A/6 锂电池充电的典型应用图（NTC 端悬空或 10k 电阻接地， 不使用 AW3215A/6 的 NTC 检测） 典型应用图注意事项： 1、 CBUS，CPMID1，CPMID2，CNTC，CBAT1，CBAT2 请尽量靠近芯片放置，且 CBUS 尽量靠近芯片 8 引脚。 2、 为驱动能力考虑，电源线（特别是到第 8 管脚 VBUS），输出线，以及 L1，RSNS 和到 BATTERY 的连接 线尽量短而粗。如上图所示红色标记的电源路径，请按照 1.5A 电源走线规则走线，建议线宽为 60mil 左右， 并做好包地和隔离（其中，BAT 端输出电流为 200mA，线宽可按 14mil 走线）。 3、 当 NTC 引脚悬空时，AW3215A/6 支持无电池软件 Download。此种应用情况下，进入恒压充电阶段后， 芯片检测电流，当电流低至充电终止电流门限 ITERM 以下，并持续 40ms（典型值），中断引脚 STAT 输 出高阻，该信号给系统，是否关闭充电由系统决定，AW3215A/6 不会自动关闭充电，直到恒压阶段计时器 （典型值 4h）满后自动停止。 4、 为了与 AW3215 兼容，请将 AW3215A NC 的第 1 管脚连到 VBUS。 5、 在热插拔充电器时，可能在 VBUS 端产生浪涌电压，过高的浪涌电压可能损坏芯片或 VBUS 电容，为了规 避这种风险，可以在靠近 USB 接口处再并上一个 TVS 管或 RC Snubber 电路。但根据 USB 规范，VBUS 端总的电容需要在 1～10F 之间。具体分析见下文应用信息部分中的提高系统抗 USB 口热插拔的鲁棒性。 www.awinic.com.cn 5 版权所有© 2015 上海艾为电子技术有限公司 AW3215A,AW3216 2015 年 4 月 V1.4.1 订购信息 产品型号 工作温度范围 AW3215A DNR -40℃～85℃ AW3216 DNR -40℃～85℃ 封装形式 器件标识 3mm*3mm*0.75mm DFN3mm*3mm-12L 3mm*3mm*0.75mm DFN3mm*3mm-12L 发货形式 卷带包装 3215A 6000 片/盘 卷带包装 AW3216 6000 片/盘 AW3215A/6 装运形式 R: Tape & Reel 封装形式 DN : DFN12 绝对最大额定值（注 1） 参数 范围 电源电压 VBUS 输入引脚电压 -0.3V to 18V NTC, SNS, CRTL, ENN -0.3V to 7V STAT -0.3V to 18V BAT, SW -0.3V to 7V 输出引脚电压 封装热阻 θJA 60℃/W 环境温度 -40℃ to 85℃ 最大结温 TJMAX 160℃ 存储温度 TSTG -65℃ to 150℃ 引脚温度（焊接 10 秒） 260℃ （注 2） ESD 范围 VBUS PIN HBM（人体静电模式） ±8kV 其它 PIN HBM（人体静电模式） ±2kV Latch-up 测试标准：JEDEC STANDARD NO.78B DECEMBER 2008 +IT：450mA -IT：-450mA 注 1：如果器件工作条件超过上述各项极限值，可能对器件造成永久性损坏。上述参数仅仅是工作条件的极限 值，不建议器件工作在推荐条件以外的情况。器件长时间工作在极限工作条件下，其可靠性及寿命可能受到影 响。 www.awinic.com.cn 6 版权所有© 2015 上海艾为电子技术有限公司 AW3215A,AW3216 2015 年 4 月 V1.4.1 注 2：HBM 测试方法是存储在一个 100pF 电容上的电荷通过 1.5 kΩ 电阻对引脚放电。测试标准：MIL-STD-883G Method 3015.7 电气特性 除特别说明外，测试条件均为：VBUS=5V，ENN=0，TA=25℃。 参数 测试条件 最小 典型 最大 单位 输入电流 VBUS>VINMIN,PWM switching VBUS 端电流 IVBUS 18 VBUS>VINMIN,PWM not switching 5 从 BAT 向芯片和 VBUS 的 反灌电流 VBAT=4V, VBUS 接地或悬 空或接 2V 电压 mA A 170 ENN=1（VBUS=5V） IIKG mA 1 A VBUS 欠压锁定及充电最低输入 VBUS 欠压锁定电压 VBUS 电压上升 3.45 3.7 3.95 V VBUS 欠压锁定迟滞电压 VBUS 电压下降 100 150 200 mV VBUS 欠压锁定 Deglitch 时间 VBUS 电压上升 正常充电的 VBUS 电压下 限 VBUS 电压上升 3.75 4.0 4.25 V VINMIN 迟滞 VBUS 电压下降 100 150 200 mV VINMIN Deglitch 时间 VBUS 电压下降 VSLP Sleep Mode 进入门限， VPMID-VBAT VBUS 电压下降 0 23 50 mV VSLP_EXIT Sleep Mode 退出门限， VPMID-VBAT VBUS 电压上升 60 100 140 mV Sleep Mode 退出 Deglitch VBUS 电压上升 激活转涓流切换点 BAT 电压上升 VSHORT 迟滞 BAT 电压下降 涓流转恒流切换点 BAT 电压上升 VLOW 迟滞 BAT 电压下降 VUVLO VINMIN 2 ms 2 ms SLEEP MODE 1.2 ms 充电流程 VSHORT VLOW VOREG www.awinic.com.cn 恒压充电电压 2.2 2.4 2.6 100 2.65 2.85 V mV 3.05 150 V mV AW3215A 4.158 4.2 4.242 V AW3216 4.307 4.35 4.394 V 7 版权所有© 2015 上海艾为电子技术有限公司 AW3215A,AW3216 2015 年 4 月 V1.4.1 参数 测试条件 最小 典型 最大 单位 充电电流 2.85V≤VBATVSLP， 恒流充电电流 IOREG 1470 mA 1000 mA ±8 % RSENSE=68mΩ 2.85V≤VBATVSLP， RSENSE=100mΩ 恒流充电电流精度 激活电流 ISHORT 涓流充电电流 ITKL VBUS>VSLP，VBATVSLP， 2.4V≤VBATVOREG-VRCH， 10 %IOREG 充电终止 Deglitch 时间 40 ms 充电终止电流精度 ±30% VBUS>VSLP 重新充电 复充门限电压 充电终止后电池电压下降 复充 Deglitch 时间 充电终止后电池电压下降 160 ms RSENSE=68mΩ， IBUS_MAX=500mA 4.5 V VRCH K_DPM 80 120 160 mV TM VK_DPM TM K_DPM 钳位 VBUS 电压 STAT VOL(STAT) STAT 引脚低电平电压 IO=10mA 0.35 V 高阻态漏电流 STAT 处于高阻态， VSTAT=5V 1 A PWM ROVP 内部 OVP 管导通阻抗 210 mΩ RPMOS 内部高边开关功率管导通 阻抗 90 mΩ RNMOS 内部低边开关 NMOS 导通 阻抗 170 mΩ 振荡器频率 1.35 MHz 振荡频率精度 ±10% fOSC DMIN 最小占空比 DMax 最大占空比 www.awinic.com.cn 5% 100% 8 版权所有© 2015 上海艾为电子技术有限公司 AW3215A,AW3216 2015 年 4 月 V1.4.1 参数 测试条件 最小 典型 最大 单位 输入 VBUS OVP 门限电压 VBUS 电压上升 6.2 6.5 6.8 V VBUS OVP 迟滞电压 VBUS 电压下降 输出 BATOVP 门限电压 BAT 电压上升 充电过程保护 VOVP_VBUS VOVP_BAT 180 108 113 mV 118 %VOREG BAT OVP 迟滞电压 ILIMIT 峰值电流阈值 TOTP 过温保护温度 过温迟滞 TTIMER BAT 电压下降 6 2.8 A 芯片温度上升 160 ℃ 芯片温度下降 18 ℃ 恒压充电计时保护 4 h NTC 电阻大小 10k Ω NTC RNTC TDET_RANGE VNTC_HOT VNTC_COLD 检测的温度范围 0 50 ℃ NTC 高温检测电压门限 电池温度上升 0.24 V NTC 高温检测迟滞电压 电池温度下降 60 mV NTC 低温检测电压门限 电池温度下降 1.77 V NTC 低温检测迟滞电压 电池温度上升 246 mV 一线脉冲 VIH 一线脉冲高电平输入 VIL 一线脉冲低电平输入 www.awinic.com.cn 1.35 V 0.35 9 V 版权所有© 2015 上海艾为电子技术有限公司 AW3215A,AW3216 2015 年 4 月 V1.4.1 典型特性曲线 除特别说明外，VBUS=5V，TA=25℃，采用图 5 所示的电路。 表1 特性曲线对照表 特性指标 Adapter 接入上电 特性曲线编号 图6 PWM 充电波形 图7 USB 供电 图8 电源限流 500mA 图9 TM K_DPM 充电电流软启动 图 10 电池插拔波形 图 11 VOREG vs. 温度(AW3215A) 图 12 vs. 温度 (AW3216) 图 13 图 14 Charger 效率 Load Regulation 图 15 Download 模式 链接 链接 VBUS 2V/div SW 2V/div IL 0.5A/div SW 5V/div IL 0.5A/div 5ms/div 图6 200ns/div Adapter 接入上电, VBUS=5V, 图7 VBAT=3.5V, ICHG=1A VBAT=3.7V, ICHG=1.5A 链接 www.awinic.com.cn PWM 充电波形, VBUS=5V, 链接 10 版权所有© 2015 上海艾为电子技术有限公司 AW3215A,AW3216 2015 年 4 月 V1.4.1 SW 2 V/div VBUS 1V/div VBUS 2 V/div IL 0.2A/div IL 0.2 A/div 1ms/div 1 ms/div TM 图8 基于 VBUS 输入的 K_DPM （USB 供电） 图9 VBAT=3.8V, RSNS=68mΩ TM 基于 VBUS 输入的 K_DPM （电源限流 500mA）, VBUS=5V, RSNS=68mΩ 链接 链接 VBAT 2V/div SW 5V/div Battery Inserted IBAT 0.5A/div Battery Removed IBAT 0.5A/div 0.5ms/div 图 10 50ms/div 充电电流软启动, VBUS=5V, VBAT=3.5V, 图 11 电池插拔波形, VBUS=5V, VBAT=3.7V， ICHG=1.5A ICHG=1.5A 链接 链接 图 12 图 13 AW3215A VOREG vs.温度 NTC 悬空，BAT 端空载 NTC 悬空，BAT 端空载 链接 www.awinic.com.cn AW3216 VOREG vs.温度 链接 11 版权所有© 2015 上海艾为电子技术有限公司 AW3215A,AW3216 2015 年 4 月 V1.4.1 VBUS=5V VBAT 1V/div VBUS=5.5V VBUS=6V IBAT 0.5A/div 100us/div 图 14 CHARGER 效率，ICHG=1.5A 图 15 Download 模式负载瞬态响应(0.1A-1A) NTC 悬空, 无电池情况下且处于 Download 模式, RSNS=68mΩ 温升对比 普通线性充电 1A充电时，红外热成像仪下芯片的温升情况 （室温25.6℃） AW3215A/6 图16 www.awinic.com.cn 普通线性充电芯片和 AW3215A/6 分别进行 1A 充电时的温升对比图 12 版权所有© 2015 上海艾为电子技术有限公司 AW3215A,AW3216 2015 年 4 月 V1.4.1 工作原理 AW3215A/6 是一款高效率、高集成度的同步开关式充电芯片。在 4.5~5.5V 的 VBUS 输入电压范围内，为 单节锂离子或锂聚合物电池提供最大 1.5A 的快速充电。 AW3215A/6 充电流程包括：激活、涓流、恒流和恒压四个阶段，激活电流为典型值 50mA，涓流电流为典 型值 200mA，恒流充电电流可由外部电阻 RSNS 设定（ IOREG  100mV ），STAT 管脚中断指示的充电终止电 RSNS 流门限可通过 CTRL 引脚的一线脉冲来配置，配置范围从 10%至 90%×IOREG ，默认为 10%×IOREG 。 AW3215A/6VBUS 引脚可承受>8kV(HBM)的 ESD 电压，VBUS 引脚最高直流耐压 18V，AW3215A/6 内置 VBUS 过压保护、BAT 过压保护、过温保护，有效地保护芯片在异常工作状况下不被损坏。AW3215A/6 集成 了 VBUS 欠压锁定、SLEEP MODE、通过电池 NTC 电阻监测电池温度，基于 VBUS 电压的动态功率管理 TM （K-DPM ）等功能，确保充电过程的顺利完成。 AW3215A/6 采用纤小 DFN 3mm×3mm -12L 封装，额定的工作温度范围为-40℃至 85℃。 VBUS 端保护 TM 芯片在 VBUS 输入端设置了 OVP、SLEEP MODE、K-DPM 、VINMIN 等保护机制。 VBUS 过压保护 AW3215A/6 集成 VBUS OVP 功能，当 VBUS 端出现高压时保护芯片不受损坏。当 VBUS 电压超过 6.5V 时，芯片停止充电，STAT 引脚输出高阻；当电压下降至 OVP 退出门限(典型值 6.32V)以下时，芯片回到正常 充电状态，充电流程继续。 VINMIN 在充电过程中，若 VBUS 下降至 VINMIN（典型值 3.85V）以下时，芯片判定适配器无效，充电停止，STAT 引脚高阻；VBUS 恢复至 VINMIN 上升门限（典型值 4V）后，充电继续。 SLEEP MODE 如果 PMID 电压下降至 SLEEP MODE 进入门限 VBAT+VSLP(典型值 23mV） 以下维持超过 430s（典型值）， 且高于 VINMIN 时，芯片进入低功耗的 SLEEP MODE。这个模式防止了 VBUS 较低时从电池抽取电流。进入 SLEEP MODE 后，功率管 Q2、Q3 关断，充电停止。如果 PMID 电压升高至 SLEEP MODE 退出门限 VBAT+VSLP-EXIT(典型值 100mV)以上且维持超过 1.2ms（典型值），且高于 VINMIN 时，芯片恢复正常工作。 基于 VBUS 电压动态功率管理——K-DPMTM AW3215A/6 专有的 K-DPM TM 基于 VBUS 电压的动态功率管理技术，自适应匹配 USB 或输出功率较小的 适配器。当 USB 或适配器无法提供 RSNS 所设定的充电电流时，VBUS 电压会下降，当 VBUS 电压下降到典型 值 4.75V（AW3215A）或典型值 4.65V（AW3216）时，K-DPM TM 环路起作用，随着 VBUS 电压的下降而减小 充电电流并最终达到平衡。 www.awinic.com.cn 13 版权所有© 2015 上海艾为电子技术有限公司 AW3215A,AW3216 2015 年 4 月 V1.4.1 电池端保护 电池 OVP 当电池突然从设备上拔出时，芯片输出端可能出现瞬时的高压，为防止芯片损坏，AW3215A/6 集成电池 OVP 功能。芯片检测到 BAT OVP 时，停止充电，STAT 引脚高阻；BAT 降至电池 OVP 退出阈值后，充电继 续，STAT 引脚拉低。 电池短路保护 在充电过程中，电池电压低于短路门限 VSHORT(典型值 2.3V），芯片进入短路模式，充电电流为 ISHORT(典 型值 50mA），直至 BAT 上升到短路模式退出门限以上。 NTC 保护 锂电池内置一颗负温度系数（NTC）电阻，用以监测电池温度。当电池温度超出可接受的范围后，充电必 须停止。将电池的 NTC 电阻端连接到芯片 NTC 端，芯片输出 60A 电流至 NTC 电阻。当电池温度升至 50℃ 时，电阻阻值为 4kΩ 左右，即高温门限电压约 240mV；温度降至 0℃时，阻值约 30kΩ，低温门限 1.8V 左右。 NTC 引脚电压超出这两个门限后，充电停止，STAT 引脚高阻，直至 NTC 引脚电压恢复到正常范围。 将 NTC 引脚 10kΩ 电阻接地或悬空可以关闭芯片的 NTC 功能。 充电操作过程 当 VBUS 电压和电池都正常时，充电操作开始。在充电中，芯片通过四个环路分别控制 VBUS 电压、充电 电流、恒压电压和器件的结温。充电过程中，其中的某个环路起主要作用。图 17 是 AW3215A/6 充电流程示意 图，充电流程分为四个阶段：激活-涓流-恒流-恒压，当使用 AW3215A/6 的电池温度 NTC 检测或 NTC 引脚 10kΩ 电阻接地时，进入恒压阶段并检测到充电终止电流时，充电终止。当 AW3215A/6 NTC 引脚悬空时，进入恒压 充电阶段并检测到充电终止电流时，中断引脚 STAT 输出高阻，该信号给系统，是否关闭充电由系统决定， AW3215A/6 不会自动关闭，直到恒压阶段计时器满后自动停止。 www.awinic.com.cn 14 版权所有© 2015 上海艾为电子技术有限公司 AW3215A,AW3216 2015 年 4 月 V1.4.1 激活充电 涓流充电 恒流充电 恒压充电 VBAT 恒压电压 恒流电流 IBAT 快充门限电压 涓流电流 涓流门限电压 终止电流 激活电流 图17 AW3215A/6 典型充电流程图 环路工作原理 TM 充电过程中，恒流、恒压、K-DPM TM 和 K-TEMP 四个环路共同作用，确保充电的顺利进行。 恒流环路通过采样外接 RSNS 电阻两端的压差来调整充电电流的大小，RSNS 两端电压低于设计值（典型值 100mV）时，环路倾向于使占空比加大以增加充电电流，反之亦然，最终使充电电流稳定在设计值附近。 恒压环路则采样 BAT 端电压，BAT 电压低于 VOREG（AW3215A 4.2V / AW3216 4.35V）时，恒压环对 环路不起作用，而由恒流环路来主导充电。当检测到 BAT 电压达到 VOREG 电压后，恒流环路对环路的控制逐 渐减弱，恒压环路的控制则逐渐加强，最终过渡到由恒压环路控制环路工作。从而实现了恒流到恒压的平滑切 换，确保切换过程中的环路工作稳定。 TM K-DPM TM 对环路工作过程中出现 VBUS 电压下降的情况进行检测，当电压下降到 K_DPM 阈值 （AW3215A 典型值 4.75V，AW3216 典型值 4.65V）时，DPM 环路减小充电电流，充电电流的减小倾向于使 VBUS 电压回升，若 VBUS 输入电流已等于适配器此时的供电能力，VBUS 将不再下降，充电电流和适配器驱 动能力将达到平衡，最终使充电电流稳定在适配器的最大供电能力处。 TM K-TEMP 则对环路工作过程中的芯片结温进行检测，当结温上升到检测阈值（典型值 120℃）时，温度 环路减小充电电流，充电电流的减小会使芯片温度下降，最终充电电流和芯片结温达到平衡，使充电电流稳定 在不使芯片温度继续上升的临界值处。 www.awinic.com.cn 15 版权所有© 2015 上海艾为电子技术有限公司 AW3215A,AW3216 2015 年 4 月 V1.4.1 PWM 控制器 AW3215A/6 集成 1.35MHz 同步降压 PWM 控制器和功率 MOSFET。 其中高边管（Q2） 为 P 沟道 MOSFET， 其衬底做了电平选择处理，以防止 VBUS 较低时电池向 VBUS 反灌电流；低边管（Q3）为 N 沟道 MOSFET。 正常工作时，二者的开关周期中存在死区（DEADTIME），其间高低边管均关闭，电感电流通过低边 MOSFET 的体二极管进行续流。 芯片通过高低边管 Q2、Q3 对电感电流进行限制。电感峰值电流设定在 2.8A，当电流达到设定值后，Q2 关闭， Q3 打开； 而低边管 Q3 的检测结果将决定 PWM 控制器工作在同步或异步模式， 当电感电路下降到 100mA （典型值）左右时，AW3215A/6 关断 NMOS 低边管，防止电池向地放电。电流大于 100mA 后，PWM 仍回到 同步工作模式以减少功率损耗。 电池充电流程 当电池电压低于 VSHORT 门限，充电处于激活充电阶段，芯片用激活电流 ISHORT（典型值 50mA）给电池充 电。当电池电压达到 VSHORT（典型值 2.4V），且低于 VLOW（典型值 2.85V）时，充电电流为涓流电流 ILOW（典 型值 200mA），充电进入涓流充电阶段。而电池电压达到 VLOW（典型值 2.85V）后，进入快速充电阶段，电流 上升至 IOREG。快充电流的上升速率由软启动模块控制，防止 VBUS 电压过冲。电池电压达到 VOREG 后，进入恒 压充电阶段，充电电流开始下降，如图 17 所示。 当使用 AW3215A/6 的电池温度 NTC 检测或 NTC 引脚 10kΩ 电阻接地时，进入恒压充电阶段后，芯片检 测充电电流，当电流低至充电终止电流门限 ITERM 以下，并持续 40ms（典型值），芯片将终止充电，STAT 引 脚高阻。若在终止充电后 VBAT 下降至复充门限 VOREG-VRCH，并持续 160ms（典型值），充电将重新开启。 当 NTC 引脚悬空时，进入恒压充电阶段后，芯片检测电流，当电流低至充电终止电流门限 ITERM 以下，并 持续 40ms（典型值），中断引脚 STAT 输出高阻，该信号给系统，是否关闭充电由系统决定，AW3215A/6 不 会自动关闭充电，直到恒压阶段计时器满后自动停止。 芯片进入恒压充电阶段，开启充电终止检测的同时也开启了恒压阶段的计时器。计时时间为 4 小时（典型 值），当计时满后充电仍未停止，计时器输出信号将关闭充电，STAT 引脚输出高阻。 无电池时的系统操作--DOWNLOAD 模式 当 AW3215A/6 NTC 端悬空时，无电池情况下芯片进入 DOWNLOAD 模式。 若 AW3215A/6 NTC 端悬空无电池情况下而进入 DOWNLOAD 模式，芯片 BAT 端输出恒定的 4.2V （AW3215A）/ 4.35V（AW3216） VOREG 电压，支持无电池 情况下的系统 开机和无电池情况下的 软件 DOWNLOAD。 芯片 NTC 端 10k 电阻接地时，不支持无电池软件下载。 温度环路 K-TEMPTM 和 OTP 功能 为防止充电过程中芯片温度过高，芯片设置了温度环路以监测芯片结温，并在芯片结温上升至调整门限 TCR （典型值 120℃）时，温度环路自动减小充电电流。结温超出 TCR 20℃左右时充电电流下降至零。而当芯片结 温超过保护温度 TSHTDWN（典型值 160℃）时，充电停止：PWM 充电关断，计时器被冻结。温度下降过温保护 迟滞温度（典型值 18℃）后，充电继续。 一线脉冲控制 AW3215A/6 通过检测 CTRL 管脚送入的一线脉冲信号上升沿数目来选择 STAT 管脚中断指示的终止电流 门限，但 AW3215A/6 NTC 引脚 10kΩ 电阻接地时的实际终止充电的电流门限总是恒流电流的 10%。如图 18 所示：CTRL 端信号为低时，AW3215A/6 选择中断输出默认终止门限 10%×IOREG ；CTRL 管脚由低拉高，只有 www.awinic.com.cn 16 版权所有© 2015 上海艾为电子技术有限公司 AW3215A,AW3216 2015 年 4 月 V1.4.1 一个上升沿，AW3215A/6 选取 20%×IOREG ；CTRL 管脚由低变高、再拉低、拉高，有两个上升沿，AW3215A/6 选取 30%×IOREG „„依次类推。通过一线 AW3215A/6 可配置中断输出终止范围从 10%×IOREG 至 90%×IOREG ， 最多可送入 8 个上升沿，上升沿数目不允许超过 8 个。 一线脉冲的高、低电平时间为 1s 到 10s 之间，建议采用 2s 的高、低电平时间。 20%·IOREG 30%·IOREG 40%·IOREG 50%·IOREG 60%·IOREG 70%·IOREG 80%·IOREG 90%·IOREG TOFF 1us