IP5310

IP5310 3A 充电 3.1A 放电集成 TYPE_C 协议移动电源 SOC 1 特性 2 应用           同步开关充放电  3.1A 同步升压转换,3A 同步开关充电  升压效率高达 93%  充电效率高达 92%  内置电源路径管理，支持边充边放 充电  自动调节充电电流，匹配适配器输出能力  支持 TYPEC 口 3A、MICRO B 口 2A 充电  输入 BC1.2 充电检测,兼容主机 USB 充电  支持 4.20V、4.30V、4.35V 和 4.4V 电池  支持电池温度 NTC 保护 电量显示  支持 4 / 3/ 2/1 颗 LED 电量显示  电池电量曲线可 PIN 选，显示灯更均匀 功能丰富  自动检测手机插入和拔出  集成 TYPE-C DRP 协议，支持单口输入输出  支持负载大电流线补功能  集成双路手机充电电流智能识别 DCP 低功耗  智能识别负载，自动进待机 BOM 极简  功率 MOS 内置，单电感实现充放电 多重保护、高可靠性  输出过流、过压、短路保护  输入过压、过充、过放、过流放电保护  整机过温保护，电池温度 NTC 保护  ESD 4KV，瞬间耐压 11V 深度定制  I2C 接口，可灵活、低成本定制方案 V1.2 1 / 22 移动电源/充电宝 手机、平板电脑等便携式设备 3 简介 IP5310 是一款集成升压转换器、锂电池充电管 理、电池电量指示和 TYPE_C 协议的多功能电源管 理 SOC，为移动电源提供完整的电源解决方案。 IP5310 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。 IP5310 只需一个电感实现降压与升压功能。 DC-DC 转换器工作在 500KHz，可以支持低成本电 感和电容。 IP5310 的同步升压系统提供全程 3.1A 输出电 流，转换效率高至 92%。空载时，自动进入休眠状 态。 IP5310 采用开关充电技术，提供高达 3A 电流， 充电效率高至 90%。内置 IC 温度和输入电压智能 调节充电电流。 IP5310 支持 I2C 接口读取芯片信息（定制型号 IP5310_I2C），可定制电池电量曲线，可精准显示 电池电量。支持 1/2/3/4 颗 LED 电量显示和照明功 能。 IP5310 采用 QFN32 5*5mm 封装 Copyright © 2016, Injoinic Corp. IP5310 AGND KEY GND EPAD LIGHT VIN BAT VIN RSET DMB DPB Micro-B GND BAT VSET VBUS TYPE-C VBUS CC1 CC2 GND CC1 CC2 VBUSG IP5310 DMC DPC L3 VOUT TYPE-A VOUT DM DP GND L1 DMA L2 DPA BAT VTHS NTC LX LX LX LX LX BAT 1UH 图 1 简化应用原理图(4 LED 指示电量) 4 引脚定义 DMC DPC DMA 1 32 31 30 29 28 27 26 25 24 L3 2 23 VIN VSET 3 22 VOUT VTHS 4 21 VOUT RSET 5 20 VOUT NTC 6 19 VOUT AGND 7 18 LX KEY 8 17 9 10 11 12 13 14 15 16 LX IP5310 QFN32 VIN LX LX LX 2 / 22 CC2 CC1 VBUSG BAT VBUS 图 2 V1.2 DPA DPB DMB L1 LIGHT L2 IP5310 引脚图 Copyright © 2016, Injoinic Corp. IP5310 V1.2 引脚序号 引脚名称 1 L2 电量灯驱动引脚 L2，I2C 功能时为 SDA 2 L3 电量灯驱动引脚 L3，I2C 功能时为 MCU 唤醒引脚 3 VSET 电池类型设置， 4.20V/4.35V/4.40V 4 VTHS 电池平台选择 5 RSET 电池内阻补偿，可微调电量曲线 6 NTC 温敏电阻检测引脚 7 AGND 8 KEY 按键输入引脚 9 BAT 电芯供电脚 10 VBUS 11 VBUSG 12 CC1 TYPE-C 检测引脚 CC1 13 CC2 TYPE-C 检测引脚 CC2 14~18 LX 19~22 VOUT 5V 输出引脚 23~24 VIN 5V 输入引脚 25 DMC 输出 DCP D1- 26 DPC 输出 DCP D1+ 27 DMA 输出 DCP D0- 28 DPA 输出 DCP D0+ 29 DMB NC 悬空 30 DPB NC 悬空 32 LIGHT 32 L1 33 EPAD 描述 模拟地 VBUS 充电电源检测引脚 VBUS 充电输入 PMOS 控制引脚 DCDC 开关节点，连接电感 照明灯驱动引脚，开漏输出 电量灯驱动引脚 L1，I2C 功能时为 SCK 功率地和散热地，需要保持与 GND 良好接触 3 / 22 Copyright © 2016, Injoinic Corp. IP5310 5 内部框图 L=1uH TypeC VBUSG VBUS LX BAT VBAT+ VIN MicroB PMOS1 Bandgap VOUT OP(TH) PMOS2 SYSTEM CONTROL VTHS VTHS Boost/Charger driver RSET&VSET I2C RSET VSET LIGHT LED driver Key KEY L3 图 3 V1.2 4 / 22 L2 L1 /SDA /SCL DCP/CC DP DM CC1 CC2 IP5310 内部框图 Copyright © 2016, Injoinic Corp. IP5310 6 IP 系列移动电源 IC 型号选择表 主要特点 IP5303 1.0A 1.2A IP5305 1.0A IP5306 LED 照明灯 按键 I2C DCP Type-C QC 认证 1,2 √ √ - - - - eSOP8 1.2A 1,2,3,4 √ √ - - - - eSOP8 2.4A 2.1A 1,2,3,4 √ √ - - - - eSOP8 IP5206 2A(Max) 1.5A 3,4,5 √ √ - - - - eSOP16 IP5108E 2.0A 1.0A 3,4,5 √ √ - - - - eSOP16 IP5108 2.0A 2.0A 3,4,5 √ √ √ - - - eSOP16 IP5207 1.2A 1.2A 3,4,5 √ √ - - - - QFN24 IP5207T 1.2A 1.2A 1,2,3,4 √ √ - √ - QFN24 IP5109 2.1A 2.1A 3,4,5 √ √ √ - - QFN24 IP5209 2.4A 2.1A 3,4,5 √ √ √ √ - QFN24 IP5189T 2.1A 2.1A 1,2,3,4 √ √ - √ - - QFN24 IP5219 2.4A 2.1A 1,2,3,4 √ √ √ √ √ - QFN24 IP5310 3.1A 3.1A 1,2,3,4 √ √ √ √ √ - QFN32 IP5312 15W 4A 2,3,4,5 √ √ √ √ - - QFN32 IP5318Q 18W 4.8A 2,3,4,5 √ √ √ √ - √ QFN40 IP5318 18W 4.8A 2,3,4,5 √ √ √ √ √ √ QFN40 V1.2 灯数 5 / 22 - 规格 兼容 PIN2PIN 充电 PIN2PIN 放电 PIN2PIN IC 型号 封装 PIN2PIN 充放电 Copyright © 2016, Injoinic Corp. IP5310 7 极限参数 参数 符号 值 单位 端口输入电压范围 VIN -0.3 ~ 6.0 V 结温范围 TJ -40 ~ 150 ℃ 存储温度范围 Tstg -60 ~ 150 ℃ 热阻（结温到环境） θJA 40 ℃/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 8 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 4.65 5 5.5 V 负载电流 I 0 3.1 4 A *超出这些工作条件，器件工作特性不能保证。 9 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 4.65 5 5.5 V 充电系统 输入电压 VIN 输入过压 VINOV 5.51 5.6 5.8 V 输入欠压保护 VINUV 4.3 4.4 4.65 V VBAT=3.7V CV4.2V VSET PIN 悬空 4.21 4.24 4.27 V CV4.35V VSET PIN 接地 4.36 4.38 4.42 V CV4.4V VSET PIN 接 VBAT 4.41 4.43 4.46 V Istop 输入 5V 200 300 500 mA IVIN VIN 口充电电流输入端电流, VBAT=3.7V 1.8 2 2.2 A Ivbus VBUS 口充电时电池端电流, VBAT=3.7V 2.3 2.8 3.2 A 涓流充电电流 ITRKL VIN=5v，BAT=2.7v 50 150 300 mA 涓流截止电压 VTRKL 2.9 3 3.1 V CV 恒压充电电压 充电截止电流 充电电流 V1.2 6 / 22 Copyright © 2016, Injoinic Corp. IP5310 再充电阈值 VRCH 4.08 4.1 4.13 V 充电截止时间 TEND 20 24 27 Hour 电池工作电压 VBAT 2.9 4.4 V 低电关机电压 VBATLOW 升压系统 开关工作电池输入 电流 IBAT DC 输出电压 VOUT 输出电压纹波 升压系统供电电流 ΔVOUT IOUT=2A 2.85 2.95 3.1 V 2 5 20 mA VBAT=3.7V @0A 5.0 5.12 5.25 V VBAT=3.7V @3.1A 4.75 5 5.25 V 50 100 150 mV 0 3.1 3.3 3.8 4.2 A VBAT=3.7V，VOUT=5.1V，fs=500KHz VBAT=3.7V，VOUT=5.0V，fs=375KHz Ivout 升压系统过流关断 电流 A 负载过流检测时间 TUVD 输出电压持续低于 4.2V 10 30 50 ms 负载短路检测时间 TOCD 输出电流持续大于 5A 100 150 200 us 放电开关频率 300 375 450 KHz 充电开关频率 450 500 550 KHz 15 20 25 mΩ 10 15 20 mΩ VIN=5V 60 75 90 mΩ VIN=0V，VBAT=3.7V 50 100 150 uA 控制系统 开关频率 fs PMOS 导通电阻 NMOS 导通电阻 rDSON VIN 和 VOUT PMOS 导通电阻 电池输入待机电流 ISTB LED 照明驱动电流 Ilight 20 30 40 mA LED 显示驱动电流 IL1 IL2 IL3 2 10 20 mA 负载自动检测时间 TloadD 负载电流持续小于 45mA 25 32 44 s VBAT=3.7V 20 45 80 mA TOnDebounce 50 60 300 ms TKeylight 1.2 2 3 s 110 125 140 ℃ 30 40 50 ℃ 轻载关机电流 短按键唤醒时间 打开 light 时间 热关断结温 热关断接触迟滞 V1.2 Iplout TOTP 上升温度 ΔTOTP 7 / 22 Copyright © 2016, Injoinic Corp. IP5310 10 功能描述 升压 IP5310 集成一个输出 5V，负载能力 3.1A 的升压 DCDC 转换器。开关频率 375KHz，3.7V 输入，5V/2.1A 时效率为 95%；3.7V 输入，5V/3.1A 效率为 92.5%。 内置软启动功能，防止在 启动时的冲击电流过大引起故障，集成输出过流，短路，过压，过温等保护功能，确保系统稳定 可靠的工作。升压系统输出电流可随温度自动调节，确保 IC 温度在设定温度以下。 IP5310 效率曲线如下图 图 4 IP5310 升压效率图 充电 IP5310 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100mA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/4.35V/4.4V， 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。 IP5310 支持 TYPEC 口最大电池端 3A 充电，MIRCO 口 2A 充电，IP5310 充电会自动调节充电电流 大小，来适应不同负载能力的适配器，确保不拉挂适配器。 IP5310 支持输入 BC1.2 充电检测,兼容主机 USB 充电； V1.2 8 / 22 Copyright © 2016, Injoinic Corp. IP5310 状态转换图 工作状态 充电器插入|长按Key|短按KEY|负载 设备连接到输出 VABT