TP4301B TPOWER | Alldatasheet
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1.5A 同步移动电源方案 Ver2.0 Shenzhen TPOWER Semiconductor 1 深圳市天源中芯半导体有限公司 1 概述 TP4301B 是一款专为移动电源设计的同步升压的单芯片解 决方案,内部集成了线性充电管理模块、同步放电管理模块、 电量检测与LED 指示模块、保护模块。 TP4301B 内置充电与放电功率MOS，充电电流可以设定， 最大充电电流为1A，同步升压输出支持1.5A 输出电流。 TP4301B 内部集成了温度补偿、过温保护、过充与过放保 护、输出过压保护、输出重载保护、输出短路保护等多重 安全保护功能以保证芯片和锂离子电池的安全,应用电路简 单,只需很少元件便可实现充电管理与放电管理。 特点 放电输出:5V/1.5A 充电电流:最大1A 效率高达 93% BAT 放电终止电压:2.9V 可定制3 档或5 档电量指示 可选4.2V/4.35V 充电电压 最大10uA 待机电流 智能温度控制与过温保护 集成输出过压保护、短路保护、重载保护 集成过充与过放保护 支持涓流模式以及零电压充电 支持手电筒功能,最大输出100mA 封装形式：SOP16 应用 移动电源 典型应用电路
1.5A 同步移动电源方案 Ver2.0 Shenzhen TPOWER Semiconductor 2 深圳市天源中芯半导体有限公司 2 管脚 管脚描述 管脚号 管脚名称 描述
1 SW 升压功率NMOS 的漏极
2 SW 升压功率NMOS 的漏极
3 PGND 功率地
4 PGND 功率地
5 AGND 模拟地
6 VDD 电源输入端
7 BAT 锂离子电池正极
8 LED4 PMOS 漏极输出电量指示端，外接电量指示LED 灯到GND
9 LED3 PMOS 漏极输出电量指示端，外接电量指示LED 灯到GND
10 LED2 PMOS 漏极输出电量指示端，外接电量指示LED 灯到GND
11 LED1 PMOS 漏极输出电量指示端，外接电量指示LED 灯到GND
12 LIT NMOS 开漏手电筒照明输出端,可以驱动100mA 的LED 灯用于手电筒照明
13 OUTN 升压输出负极端
14 OUTP 升压输出正极端以及输出电压采样端
15 SWT 手电筒和电量指示使能端，接按键到GND，短按按键显示电量，长按按键1.5S 手电筒打开或关闭
16 ISET 充电电流设定端，外接一电阻到GND 用于设定充电电流
1.5A 同步移动电源方案 Ver2.0 Shenzhen TPOWER Semiconductor 3 深圳市天源中芯半导体有限公司 3 极限参数（注 1） 参数 额定值 单位 PGND to AGND 电压 -0.3~+0.3 V 其它引脚电压 -0.3~+7 V 充电电流 1.2 A 储存环境温度 -50~+150 ℃ 工作结温范围 -40~150 ℃ HBM 2000 V MM 200 V 推荐工作范围 符号 参数 参数范围 单位 VDD 充电输入电压 4.5~5.5 V IC 充电电流 ≤1.0 A TOP 工作环境温度 -20~85 ℃ 注1：最大极限值是指超出该工作范围芯片可能会损坏。推荐工作范围是指在该范围内芯片工作正常，但不完全保证满足 个别性能指标。 电气参数定义了器件在工作范围内并且在保证特定性能指标的测试条件下的直流和交流电气参数规范。 对 于未给定的上下限参数，该规范不予保证其精度，但其典型值合理反映了器件性能。
1.5A 同步移动电源方案 Ver2.0 Shenzhen TPOWER Semiconductor 4 深圳市天源中芯半导体有限公司 4 电气参数 无特殊说明， VDD=5V，Ta=25℃ 符号 参数 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位 VDD 充电输入电压 4.3 5 5.5 V VBAT 预设充电电压 针对4.2V 规格 4.15 4.2 4.25 V 针对4.35V 规格 4.30 4.35 4.4 V △ VRECHRG 再充电阈值电压 VBAT-VRECHRG 100 mV VISET ISET 电压 RISET=1KΩ 0.90 1 1.1 V IBAT BAT 恒流充电电流 RISET=1KΩ,恒流充电模式 900 1000 1100 mA ITRK BAT 涓流充电电流 RISET=1KΩ,涓流充电模式 100 mA VTRK 涓流充电阈值电压 RISET=1KΩ,VBAT 上升 2.9 V VTRK_HYS 涓流充电滞回电压 RISET=1KΩ 100 mV TST 充电温度补偿阈值 110 ℃ TZERO 充电零电流温度 130 ℃ VUV_BAT BAT 欠压锁定阈值电 压 VBAT 上升 3.15 V VWN_BAT BAT 低压报警电压 VBAT 下降 3.05 V VBAT_END BAT 放电终止电压 2.8 2.9 3.0 V ISD_BAT BAT 待机电流 VBAT=3.7V 5 10 uA VSD VDD-VBAT 锁定阈值 VDD 上升 130 mV VDD 下降 60 mV VOUT 升压输出电压 ILOAD=1A,VBAT=3.7V 4.8 5V 5.2 V TSD 过温保护阈值 温度上升 130 140 150 ℃ THYS 过温保护滞回 20 ℃ VLIT LIT 低电平电压 ILIT=100mA 0.6 V ILEDx LED1～LED4 驱动电流 BAT=3.7V 3 mA FLEDx_C LEDx 充电闪烁频率 1 Hz FLED1_WN LED1 低电闪烁频率 2 Hz RON_CHRG 充电PMOS 导通电阻 300 mΩ RON_NMOS 放电NMOS 导通电阻 50 mΩ RON_PMOS 放电PMOS 导通电阻 50 mΩ FOSC 升压电路工作频率 400 500 600 KHz
1.5A 同步移动电源方案 Ver2.0 Shenzhen TPOWER Semiconductor 5 深圳市天源中芯半导体有限公司 5 应用说明 恒温充电模式 TP4301B 内部集成了温度反馈环路，充电时，如果芯片 内部的温度升高到110℃， 充电电流会随着芯片的温度升 高而降低，从而减小系统功耗，降低温升，当温度升高 到130℃时， 充电电流减小为零， 由于温度反馈控制， IC 工作温度最终会稳定在110℃～130℃之间的某个值。 充电电流设定 充电电流可以通过设定ISET 引脚的电阻来设定， 最大可 设定充电电流为1A，电流设定关系如下式: ISET CHRG R VI 11000 充电模式 如果充电之前锂离子电池电压低于2.9V， 为了保护电池， TP4301B 工作在涓流充电模式，此时充电电流为正常设 定电流的1/7；当电池电压达到2.9V 以后，TP4301B 进 入恒流充电模式，以设定的电流给电池充电；当电池电 压达到4.2V 后，TP4301B 工作在恒压充电模式，此时 输出电压恒定，充电电流逐渐减小，当充电电流减小为 正常设定电流的1/7 时， 充电过程结束， 充电电流降为零。 负载检测与低功耗智能待机 负载插入时TP4301B可以自动检测到负载并开启升压电 路工作。当负载拔掉，经过16S 延时，升压电路关闭， IC 进入低电流待机模式，待机电流减小到10uA 以下。 放电指示 放电时，LED1～LED4 根据电池电压指示当前电量，当 电池电压低于3.05V 时，LED1 会以2HZ 频率快闪进行 低电提示。 手电照明输出 LIT 端可以驱动LED 灯用于手电筒照明,最大驱动电流为 100mA , 可以给 LED 串联电阻来减小指示手电灯的电 流，SWT 是手电照明使能端,如果长按 S1 键 1.5S,手电 筒打开，再次长按S1 键1.5S 手电筒输出关闭。 电池低压保护 启动时，当BAT 电压大于3.2V 时,升压电路开始工作， 工作过程中如果电池电压低于3.05V，则LED1 会以2HZ 频率快闪提醒电量较低，当电池电压低于2.9V，则放电 输出关闭，TP4301B 进入低电流待机模式，待机电流小 于10uA。 过温保护 在充电或者放电时， 如果芯片温度升高到140℃， 则芯片 停止工作以保护芯片以及锂离子电池,等到温度降低到 120℃后再自动恢复工作。 保护功能 TP4301B 集成了过充保护、过放保护、充电温度补偿、 过温保护、输出过压保护、输出重载保护、输出短路保 护等多重保护机制，也可以额外再加一颗DW01 对系统 进行双重保护。 元件选择 1、 输出电容C2/C3 选择质量较好的低ESR 的贴片电容, 否则会影响输出纹波； 2、电感L1 的饱和电流需大于4A，否则因电感饱和可能 会导致芯片工作不正常； 3、电阻R2 建议不要省略，可以抑制上电尖峰； 4、电阻R1 为可选，R1 主要是减小充电时芯片所承受的 功耗降低芯片温度，这里需要根据 R1 的 实际功耗选择 封装尺寸。 5、R5 和 C4 可以改善 EMI 及输出帯载稳定性，建议添 PCB 设计参考 Fig1 和Fig2 是PCB layout 参考走线； 1、R5 和C4 尽量靠近芯片； 2、USB 外壳需浮空而不能接地； 3、IC 下面敷铜接GND，AGND、PGND 直接打到IC 下 面的散热敷铜上,地线铺开面积要尽量大，其它不重要的 线都可以绕开以满足地线需要； 4、BAT 电容C5/C6 既要靠近芯片BAT 脚又要靠近电感, 或者在芯片BAT 脚和电感旁边各放置一个电容；输入电 容的地线尽量接在大面积地线上，不要经过较小的地线 再到芯片和大面积地； 5、输出电容 C2A/C2B 尽量靠近芯片，其地线尽量接在 大面积地线上，不要经过较小的地线再到芯片和大面积 6、电感需靠近BAT 电容C5，电感和电容C5 以及芯片 尽量在同一层而不要过过孔，电感到SW 的走线尽量短 而粗； 7、应用图中红色标记的两条路径为大电流路径，走线要 短而粗，尽量不要过过孔。
1.5A 同步移动电源方案 Ver2.0 Shenzhen TPOWER Semiconductor 6 深圳市天源中芯半导体有限公司 6 Fig1.顶层整体布局 Fig2.底层整体布局 工作状态与电量指示 LED1～LED4 为充放电状态与电量指示引脚，须串联LED 到GND；不同状况时LED 状态如下： ①接入VDD 时，LED1 到LED4 会依次全部点亮，然后再根据电池电量指示充电状态，达到电量的LED 常量，当前电量 的LED 以1Hz 频率闪烁，充满电后LED1～LED4 全亮； ②待机状态下，若按下按键S1，显示电量16S 后关闭； ③放电时，LED1～LED4 根据电池电压指示当前电量；若电池电压低于3.05V，LED1 会以2HZ 的频率快闪提示电量低， 直到电池电压低于2.9V，关闭电路，进入低功耗低压保护模式，需要重新充电至3.2V 以上才可以再次放电； ④长按S1 键1.5S，手电筒打开，再次长按S1 键1.5S 手电筒输出关闭。 LED1～LED4 工作状态表 充电 放电 电池电压(V) LED1 LED2 LED3 LED4 电池电压(V) LED1 LED2 LED3 LED4 VBAT＜3.6 闪烁 灭 灭 灭 VBAT＜2.9 灭 灭 灭 灭 2.9≤VBAT＜3.05 快闪 灭 灭 灭 3.05≤VBAT＜3.5 亮 灭 灭 灭 3.6≤VBAT＜3.75 亮 闪烁 灭 灭 3.5≤VBAT＜3.65 亮 亮 灭 灭 3.75≤VBAT＜3.9 亮 亮 闪烁 灭 3.65≤VBAT＜3.8 亮 亮 亮 灭 3.9≤VBAT＜4.2 亮 亮 亮 闪烁 3.8≤VBAT 亮 亮 亮 亮 4.2≤ VBAT 亮 亮 亮 亮 - - - - - 注：上表中电池电压是Typical 情况下标准电压。
1.5A 同步移动电源方案 Ver2.0 Shenzhen TPOWER Semiconductor 7 深圳市天源中芯半导体有限公司 7 封装外形尺寸 SOP16L 注明:本公司对本文档有修改的权利,本公司对本文档的修改恕不另行通知。