移动电源单芯片解决方案 MP3401A Ver.1.2 概述 概述 MP3401A是一款专为移动电源设计的单芯片 解决方案IC，高度集成了充电管理模块、LED电量 显示模块、同步升压放电管理模块的移动电源管 理芯片，极大的简化了外围电路与元器件数量。 针对大容量单芯或多芯并联锂电池（锂离子或锂 聚合物）的移动电源应用，提供最简单易用的低 成本解决方案。 MP3401A采用的封装形式为SOP8。 应用 应用 手机、平板电脑、GPS、电动工具等移动设备 备用电源 特点 特点 ? 线性充电，同步升压放电，内置充电、放电 功率MOS ? 芯片内部设定0.7A充电电流 ? 同步升压最大输出电流1A ? 独创升压输出热调节技术 ? 涓流/恒流/恒压充电，并具有在无过热危险 的情况下实现充电速率最大化的热调节功能 ? C/10 充电终止，自动再充电 ? 预设4.2V充电电压，精度达1% ? 放电输出过流、短路、过压、过温保护 ? 2颗LED电量显示、充放电指示及异常指示 典型应用电路（5V/1A） 典型应用电路（5V/1A） LX GND BAT VCCLED1 LED2 OUT PGND Cin Cout1 Cbat LED1 LED2 Battery 10uF 1.5uH 1uF 10uF OUT+ OUT- D- D+ USB-OUT USB-IN L1 + - C1 R1 3.3n R2 0.5 1 MP3401A Cout2 10uF 移动电源单芯片解决方案 MP3401A Ver.1.2 PCB LAYOUT注意事项（重点）注意事项（重点）： 1.1. R1和C1必须尽量靠近LX引脚，LX引脚必须先经过R1和C1后再到电感。 R1和C1必须尽量靠近LX引脚，LX引脚必须先经过R1和C1后再到电感。 2. Cbat尽量靠近BAT脚，Cin尽量靠近VCC 脚，并且走线时都经过电容再到IC 管脚。 3. 电感L与LX脚之间存在高频振荡，必须相互靠近并且尽量减小布线面积；其它敏感的器 件必须远离电感以减小耦合效应。 4. 过孔会引起路径的高阻抗，如果设计中大电流需要通过过孔，建议使用多个过孔以减小 阻抗。 5. 芯片AGND和PGND需要在芯片下面先汇合，再直接连到系统地，连接的铜箔需要短、粗且 尽量保持完整，不被其他走线所截断。AGND不需要单独走线到系统地。 管脚功能 管脚功能 LX GND BAT VCC LED1 LED2 OUT PGND MP3401A 端口 I/O 功能描述 端口 I/O 功能描述 名称 管脚 名称 管脚 LX 1 O BOOST 开关输出 PGND 2 - 功率地 BAT 3 - 电池正极 VCC 4 I 适配器正电压输入端 LED1 5 O 放电输出指示灯 LED2 6 O 充电指示灯 GND 7 - 模拟地 OUT 8 O 升压输出 移动电源单芯片解决方案 MP3401A Ver.1.2 功能框图功能框图 Linear Charger Protection Boost Control Feedback REF&BIAS Logic Control GND LX OUT PGND BAT VCC OSC LED Driver LED1 LED2 电性参数 电性参数 极限参数（注1） 极限参数（注1） 参数 最小值 最大值 单位 引脚电压 -0.3 +6 V 储存环境温度 -65 150 工作环境温度 -40 85 工作结温范围 -40 150 HBM（人体放电模型） 2K - V MM（机器放电模型） 200 - V 注1：最大极限值是指超出该工作范围芯片可能会损坏。 推荐工作条件 推荐工作条件 输入电压- 2.9V to 5.5V 工作结温范围- -40 to 125 环境温度范围- -20 to 85 移动电源单芯片解决方案 MP3401A Ver.1.2 符号 参数 测试条件 最小值典型值 最大值单位符号 参数 测试条件 最小值典型值 最大值单位 充电部分（充电部分（无特殊说明， VCC=5V，Ta=25） VCC 充电输入电压 4.4 5 5.5 V IVCC 输入电源电流 待机模式（充电终止）- 600 - A VFLOAT 稳定输出（浮充）电压 0TA85 4.1584.2 4.242V IBAT 恒流充电电流 VBAT=3.7V 600 700 800 mA ITRIKL 涓流充电电流 VBATVTRIKL， 60 70 80 mA VTRIKL 涓流充电阈值电压 VBAT上升 2.8 2.9 3.0 V VTRHYS 涓流充电迟滞电压 - 100 - mV VUV VCC欠压闭锁阈值电压 VCC从低至高 2.9 3.0 3.1 V VUVHYS VCC欠压闭锁迟滞 0.15 0.2 0.25 V VASD VCC-VBAT闭锁阈值电压 VCC从低到高 60 100 140 mV VCC从高到低 5 30 50 ITERM 终止电流门限 - 70 - mA VRECHRG 再充电电池门限电压 VFLOAT-VRECHRG 100 150 200 mV TLIM 限定温度模式中的结温 - 100 - RON 功率FET导通电阻 - 670 - m 放电部分（放电部分（无特殊说明， VBAT=3.7V，Ta=25） VBAT 电池工作电压 2.9 4.35 V VOUT 额定输出电压 VBAT=3.7V 4.8 5 5.2 V ISTDB 待机电流 - 110 - A VUV_BAT 电池欠压闭锁阈值电压 VBAT下降 2.85 2.9 2.95 V VHYS_BAT 电池欠压闭锁迟滞 VBAT上升 0.25 0.3 0.35 V FSW 工作频率 Ta=60 - 1 - MHz IOUT 输出电流 VBAT=2.94.2V VOUT=5V - 1 - A ILIM 周期电流限制 - 2 - A 转换效率 VBAT=4.2V VOUT=5.0V&IOUT=1A 91 - - % DMAX 最大占空比 - 85 - % IEND 放电结束电流 - 20 - mA TOV 过温保护 - 150 - THYS 过温保护滞回 - 20 - VRIPPLE 输出纹波电压 VOUT=5.0V&IOUT=1A - 100 - mV TSHUT 输出无负载关闭检测时间 - 16 - S VSHORT 短路保护电压 - 4.3 - V 移动电源单芯片解决方案 MP3401A Ver.1.2 功能说明： 功能说明： 充电模式 充电模式 MP3401A内部集成了完整的充电模块，利用芯片内部的功率管对电池进行涓流、恒流和恒 压充电。充电电流由芯片内部设定，持续充电电流为0.7A，不需要另加阻流二极管和电流检 测电阻。芯片内部的功率管理电路在芯片的结温超过100时自动降低充电电流，直到150 以上将电流减小至0。 这个功能可以使用户最大限度的利用芯片的功率处理能力， 不用担心芯 片过热而损坏芯片或者外部元器件。 当VCC的输入电压超过3.0V并且大于电池电压时，充电模块开始对电池充电。如果电池电 压低于2.9V，充电模块用小电流对电池进行预充电。当电池电压超过2.9V时，充电器采用恒 流模式对电池充电。当电池电压接近4.2V时，充电电流逐渐减小，系统进入恒压充电模式。 当充电电流减小到充电结束阈值时，充电周期结束，完整的充电过程为涓流-恒流-恒压。 充电结束阈值是恒流充电电流的10%。当电池电压降到再充电阈值以下时，自动开始新的 充电周期。 升压输出模式 升压输出模式 MP3401A提供一路同步升压输出，集成功率MOS，可提供5V/1A输出，效率高达91%以上。 MP3401A采用1MHz的开关频率，可有效减小外部元件尺寸。在充电适配器未接入的状态下，系 统一直工作在升压输出状态，空载电流为110uA。 在芯片处于非充电状态时，升压输出为芯片内部设定的5V，在重载的状况下，MP3401A工 作在固定频率1MHz，并且逐周期限流，当负载的电流逐渐减小时，MP3401A会进入间歇式输出 模式，以保证输出电压调整能力。当负载电流低于20mA（典型值）超过16S后，输出电压仍然 保持5V, LED1灯灭，提醒用户外接设备充电已结束。 MP3401A提供输出过流、过压、短路、过热以及电池欠压等多种异常保护，可以有效保护 电池及系统安全。 在发生输出过流、 短路及过温情况时， 芯片关闭升压输出200mS后重新启动， 若异常未解除则芯片不断关闭重启（称之为打嗝模式）。MP3401A通过控制续流PMOS可以有效 阻止输出电流的倒灌。 移动电源单芯片解决方案 MP3401A Ver.1.2 在放电过程中，如果电池电压下降到2.9V后，芯片自动关闭，并锁定在UVLO状态，boost 不工作。只有插入VCC或者电池电压大于3.6V才可以解锁UVLO，UVLO解锁后，如果电池电压大 于3.2V，在VCC没有插入的情况下，boost才能再启动。 放电效率曲线 输出1A效率曲线 系统管理 放电效率曲线 输出1A效率曲线 系统管理 MP3401A充电优先，如果负载与充电电源都有接入的情况，系统将单纯工作在充电模式， 无升压输出。只有将充电电源移除，系统才进入升压输出模式。 工作状态与电量指示 工作状态与电量指示 LED1、LED2为PMOS漏极输出，分别外接LED灯来指示充放电状态与电量： 1) 充电时LED2以1Hz闪烁，LED1灭； 2) 电池充满后LED2亮，LED1灭； 3) 拔掉充电电源后LED2灭，LED1灭； 4) 正常放电时，LED1亮，LED2灭； 5) 放电时，若电池电压低于3.1V，LED1以1Hz闪烁，LED2灭； 6) 放电结束，即放电电流小于20mA（典型值）16秒后，LED1灯灭，LED2灭； 7) 在充电过程中，如果发生异常，无法充电时，LED1、LED2灭。在放电过程中，如果发生 短路保护、过流保护、过温保护，LED1、LED2灯灭，芯片进入打嗝模式。 电池电压（V） 充电 放电 LED1 LED2 LED1 LED2 VBAT4.2 灭 亮 亮 灭 3.1VBAT4.2 灭 1Hz 闪烁 亮 灭 2.9VBAT3.1 灭 1Hz 闪烁 1Hz 闪烁 灭 VBAT2.9 灭 1Hz 闪烁 灭 灭 80.0% 82.0% 84.0% 86.0% 88.0% 90.0% 92.0% 2.833.23.43.63.844.2 VBAT 移动电源单芯片解决方案 MP3401A Ver.1.2 IC封装示意图 IC封装示意图 All specs and applications shown above subject to change without prior notice. (以上电路及规格仅供参考,如本公司进行修正，恕不另行通知)