FM5010F FUMAN | Alldatasheet
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深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MADE ELECTRONICS GROUP CO., LTD. FM5010F (文件编号：S&CIC1670) 移动小风扇控制 IC www.superchip.cn POWER BY 凌矽半导体 Version1.0 第 1 页 共 8 页 一、 概述 FM5010F 是一款应用于移动小风扇，集成了锂电池充电管理，三种档位电压输出，以及相应状态 LED 指示 的集成电源管理IC。 FM5010F 是以线性方式进行充电，包含涓流充电，恒流充电和恒压充电全过程的充电方式，浮充电压精度在 全温度范围可达±1%。 FM5010F 的DC-DC 升压可达到±3%的精度，可以提供高达90%的升压转换效率，延长电池使用时间。 FM5010F 可支持2 个按键控制及手电筒功能，同时配置了2 个LED 驱动端口，可驱动4 个LED 显示工作状 态，包括放电升压1 档2 档3 档和充电指示灯。 FM5010F 放电驱动小风扇的输出电压分别为：4.7V，5.5V，6.5V。 FM5010F 具有多重保护设计，包括负载过流保护，软启动保护，输入过压保护，输出短路保护，芯片温度保 护等。同时芯片端口设计了高性能的ESD 保护电路，使得该款芯片具有极高的可靠性。 FM5010F 目前提供eSOP8L 的封装形式。 二、 产品特点 ◆ 同步整流升压，升压部分无需MOS 或二极管 ◆ 外围电路简单，仅需三颗陶瓷电容。 ◆ 低待机电流，小于60uA ◆ 充电浮充电压精度±1%，充饱电压可选择4.2V 和4.35V ◆ 支持单按键和双按键模式，同时支持手电功能 ◆ OUT 输出有过流，短路保护 ◆ 四灯和双灯状态显示方式 ◆ 封装形式：eSOP8L 三、 应用领域 ◆ 移动小风扇 四、 典型应用电路
深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MADE ELECTRONICS GROUP CO., LTD. FM5010F (文件编号：S&CIC1670) 移动小风扇控制 IC www.superchip.cn POWER BY 凌矽半导体 Version1.0 第 2 页 共 8 页 五、 引脚示意图及说明 eSOP8L 引脚名 引脚号 功能说明 GND 1 芯片地，功率N 管源端 VIN 2 电源输入引脚 DL1 3 状态灯指示引脚 DL2 4 状态灯指示引脚 BAT 5 电池正端引脚 SW 6 电感驱动脚，功率管漏端 WTP 7 按键引脚 OUT 8 芯片输出引脚，功率P 管源端 SUB EP 芯片框架和地 六、 极限参数和推荐工作状态 SYMBOL ITEMS VALUE UNITS VIN 输入电压 -0.3~6 V VOUT 输出电压 -0.3~7 V VLED 输入电压 -0.3~7 V TOP 工作温度范围 -40~85 ℃ TJ 工作结温范围 -40~125 ℃ TST 储存温度 -55~150 ℃ MST 储存湿度 <30% TLEAD 引脚焊接温度(10 sec) 300 ℃ VIN 推荐输入电压 4.5~5.5 V TOP 推荐工作环境温度 0~50 ℃
深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MADE ELECTRONICS GROUP CO., LTD. FM5010F (文件编号：S&CIC1670) 移动小风扇控制 IC www.superchip.cn POWER BY 凌矽半导体 Version1.0 第 3 页 共 8 页 七、 状态转换图 系统框图一：默认功能状态 系统框图二：内部设置可选的功能状态
深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MADE ELECTRONICS GROUP CO., LTD. FM5010F (文件编号：S&CIC1670) 移动小风扇控制 IC www.superchip.cn POWER BY 凌矽半导体 Version1.0 第 4 页 共 8 页 八、 功能描述 ◆ 充电管理 1. 充电功能 芯片采用线性方式对电池进行涓流、恒流、恒压三段式充电。当电池电压低于VTRKL 时进行涓流充 电；当电池电压高于VTRKL 时进行恒流充电；当电池电压接近VBAT-REG 时进行恒压充电，此时充电电流 开始逐渐减小，当电流减小到IFULL 时，判断电池已经充饱，芯片终止充电，待电池电压降低到VRECHG 后进行再次充电(Recharge)。 2. 充电电流设定 充电电流由内部电路设定为恒流IVIN-CHG，涓流充电为ITRKL； 当输入供电不足或芯片温度过高时，IVIN-CHG 会下降。 3. 充饱电压设定 芯片默认充饱电压为4.20V 内部烧写可设置充饱电压为4.35V 4. 充电软启动功能 当电池直接进入恒流充电时，芯片会控制充电电流逐渐增大到设定值，避免了瞬间大电流冲击引起 的各种问题。 5. 输入过压保护 输入电压过高，超过VIN-OVP 时，芯片会控制关闭OUT 输出，防止接在OUT 的便携设备因为过压 而损坏，输入电压正常后状态解除。 SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS ICC-CHG 芯片工作电流 VIN =5V 充电状态 1.0 mA VUVLO-RS VUVLO-DN 电源欠压门槛 VIN 从低到高 VIN 从高到低 4.55 3.5 V V VBAT-REG 浮充门槛电压 芯片默认 内部烧写设置 4.16 4.31 4.20 4.35 4.24 4.39 V V IVIN-CHG 输入端恒流充电电流 VIN=5.0V 600 mA ITRKL 涓流充电电流 VIN=5.0V 60 mA IFULL 充电判饱电流 VIN=5.0V 80 mA VTRKL 涓流转恒流 迟滞电压 VBAT 从低到高 VBAT 从高到低 3.00 0.30 V V VRECHG 复充门槛电压 VBAT rising VBAT falling 4.025 3.955 V V VIN-OVP 输入过压保护电压 迟滞电压 输入电压升高 输入电压降低 6.0 0.4 V V ◆ 升压功能 FM5010F 具有同步升压功能，可将单节锂电池电压升压到一档4.7V，二档5.5V，三档6.5V 输出，给 风扇负载供电。 1. 升压软启动功能 芯片有升压软启动功能，在启动升压时，峰值电流会逐渐增加，保证系统工作的稳定。 2. OUT放电功能 待机状态单击S1 可进入OUT 放电状态，此时芯片控制电池对OUT 升压放电。
深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MADE ELECTRONICS GROUP CO., LTD. FM5010F (文件编号：S&CIC1670) 移动小风扇控制 IC www.superchip.cn POWER BY 凌矽半导体 Version1.0 第 5 页 共 8 页 3. 输出过流保护 当负载电流增大，使输出电压低于VLOAD-OCP，且维持时间超过TOCP-OFF，则系统启动负载过流保护 功能，芯片关闭OUT 的输出通路，经过一段时间后进入待机状态。 4. 输出短路保护 当负载短路时，维持时间超过TSTP-OFF，芯片进入短路判断状态，若短路移除则芯片重新启动升 压，若经过TSTP-DLY时间后短路状态仍未解除，则芯片关闭输出进入待机状态。 5. 低电量提示功能 当电池电压已经低于VLED-LOWB 后，档位灯D1 或者D2 或者D3 以FLED-LQWB 频率开始闪烁，表示系 统内部电池电量不足，需要充电。电池继续放电，当电压低于VBST-UVLO 时，升压系统关闭，延时 TP-OFF 后，系统进入待机状态。 SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS IQ 待机功能 VBAT=4.2V 60 uA VOUT-NL 一档（输出电压） 二档（输出电压） 三档（输出电压） IOUT=0 4.7 5.5 6.5 V VLOAD-OCP 输出过载保护电压 3.9 V TOCP-OFF 输出过载保护时间 24 28 32 mS TSTP-OFF 输出短路保护时间 32 uS TSTP-DLY 输出短路保护恢复时间 1 S VBSTL 升压空载启动最低电压 3.19 V fSW 开关工作频率 750 KHz VBST-UVLO 放电时关机电压 2.75 V VLED-LQWB 放电电量低提示电压 3.38 V FLED-LQWB 放电低电量灯指示闪烁频率 2 Hz TP-OFF 关闭升压系统后进入待机状 态的延时时间 384 448 512 mS VWTP WTP 端口悬空电压 待机状态 工作状态 0.8 1.6 V V TEMPOTL 限温保护温度 100 ℃ TEMPOTP 过温保护温度 125 ℃ ◆ 保护及其它功能 1. 充电时OUT短路保护 当充电时OUT 发生短路，芯片会关闭OUT 输出，档位指示灯熄灭，充电状态指示灯指示充电； OUT 短路解除后，需要重新按键启动输出。 2. 芯片温度保护 当芯片内部温度超过TEMPOTL 时，芯片进入限温保护状态，如果在充电，则减小充电电流；如果 在升压，则降低输出电压。如果芯片温度继续升高到TEMPOTP，则芯片进入过温保护，关闭充电 和升压输出，待温度降低后恢复充电，升压需再次手动启动。 3. 按键和手电控制功能 参考功能状态图
深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MADE ELECTRONICS GROUP CO., LTD. FM5010F (文件编号：S&CIC1670) 移动小风扇控制 IC www.superchip.cn POWER BY 凌矽半导体 Version1.0 第 6 页 共 8 页 ◆ 功能及模式选择 1. 灯口接法 四灯接法 双灯接法 其中D1，D2，D3 分别为一，二，三档的升压状态指示灯，要求为蓝灯或白灯等高导通压降的LED DCHG 为充电状态指示灯。要求为红灯，黄绿灯，黄灯等低导通压降的LED。 2. VIN上电显示方式 从待机状态进入VIN 上电后，所有指示灯跑马显示一次。跑马顺序依次为DCHG, D1, D2, D3, WLED （如果有手电功能） ，每个灯依次亮0.5 秒熄灭。 3. 风扇LED灯显示（4个灯的模式）： 交替闪总周期为2S，单灯闪时占空比为50%： 有无电池 工作状态 DCHG充电灯 D1一档灯 D2二档灯 D3三档灯 有 充电 未充饱 1Hz 闪 灭 灭 灭 充饱 常亮 边充边放 一档 交替闪，亮1S 交替闪，亮1S 灭 灭 二档 交替闪，亮1S 灭 交替闪，亮1S 灭 三档 交替闪，亮1S 灭 灭 交替闪，亮1S 无 充电 未充饱 1Hz 闪 灭 灭 灭 充饱 常亮 边充边放 一档 交替闪，亮0.5S 交替闪，亮1.5S 灭 灭 二档 交替闪，亮0.5S 灭 交替闪，亮1.5S 灭 三档 交替闪，亮0.5S 灭 灭 交替闪，亮1.5S 有 放电 一档 灭 常亮 灭 灭 一档低电量 2Hz 闪 二档 灭 灭 常亮 灭 二档低电量 2Hz 闪 三档 灭 灭 灭 常亮 三档低电量 2Hz 闪 4. 其它可选功能 a) 一档→二档→三档→关机，长按开关手电功能，也可选择长按无功能。 c) 充饱电压可选4.2V 或4.35V
深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MADE ELECTRONICS GROUP CO., LTD. FM5010F (文件编号：S&CIC1670) 移动小风扇控制 IC www.superchip.cn POWER BY 凌矽半导体 Version1.0 第 7 页 共 8 页 5. 风扇LED灯显示（2个灯的模式）： 交替闪总周期为2S： 有无电池 工作状态 DCHG充电灯 DBST升压灯 有无电池相同 充电 未充饱 1Hz 闪，占空比50% 灭 充饱 常亮 灭 边充边放 一档 交替闪，亮1.5S 交替闪，亮0.5S 二档 交替闪，亮1.0S 交替闪，亮1.0S 三档 交替闪，亮0.5S 交替闪，亮1.5S 有 放电 一档 灭 0.5Hz 闪，占空比75% 一档低电量 2Hz 闪，占空比50% 二档 灭 0.5Hz 闪，占空比50% 二档低电量 2Hz 闪，占空比50% 三档 灭 0.5Hz 闪，占空比25% 三档低电量 2Hz 闪，占空比50% 九、 应用说明 1. 电容的选择： CVIN，CBAT，COUT 电容为滤波电容，可使用陶瓷电容，耐压选择10V，优先增大COUT 和CBAT 会 使系统更加稳定；如果针对输出更大电流的方案，要将电容值相应增大。任何情况下，选择质量较差的电容 都可能会引起整个系统性能下降，使用寿命缩短，甚至无法正常工作，所以请慎重选择电容。 2. 电感L1的选择： 推荐使用2.2uH 的屏蔽电感，也可使用非屏蔽电感降低成本。 3. 升压带载测试： 如果OUT 接大电容负载（某些型号的负载仪电容非常大） ，有可能误判短路保护。用电压源模拟电池 时，各种型号电源的瞬态响应不同，电源线的阻抗也可能比较大，在升压带CC 或CR 负载或者带负载启动 时，也有可能出现短路保护的情况。实际应用时，由于接的是电池，CC 或CR 的情况会改善。 4. 电池防反接功能： 如需电池防反接功能，可参照应用图中U3 用一个NMOS 实现，如不需要此功能可以去掉，电池负端 与芯片地相连。如需串联保护IC，也可接入，应用图中没有具体画出。 十、 PCB 布局注意事项 1. 大电流回路 大电流回路指开关时走大电流的器件和走线，在此系统中由L1，CBAT，COUT 及他们之间的连线构 成，他们的布线要尽量宽和短，高频开关（电流不连续）通路不要过通孔，即L1，CBAT，COUT 必须 在PCB 的同一面，且要放在一起。灯和按键走线要远离SW 和电感，以免受到干扰。 2. OUT和 GND(PGND) 芯片的OUT 和GND 引脚分别是芯片驱动部分的电源和地，在开关工作时会有瞬间大电流流入和流出， 因此画PCB 时COUT 要尽量靠近芯片的OUT 和GND 引脚，OUT 和GND 分别单独引宽线到COUT 的 正端和负端，中间不能穿过大电流回路，布线尽量宽和短，尽量不要过通孔。COUT 的负端，CBAT 的 负端，GND 尽量靠近，不要过孔。马达座子尽量靠近COUT 和芯片，有刷电机建议OUT 端走线控制在 10mm 以内。 3. BAT引脚 充电情况下BAT 会提供600mA 左右电流给电池，所以BAT 到电池的走线不宜太细。
深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MADE ELECTRONICS GROUP CO., LTD. FM5010F (文件编号：S&CIC1670) 移动小风扇控制 IC www.superchip.cn POWER BY 凌矽半导体 Version1.0 第 8 页 共 8 页 十一、 封装信息：eSOP8L