TP5600

TP5600 ASIC | Alldatasheet

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南京拓微集成电路有限公司 NanJing Top Power ASIC Corp. 1 REV_2.0 南京拓微集成电路有限公司 NanJing Top Power ASIC Corp. 数据手册 DATASHEET TP5600 移动电源专用 5 合 1 集成电路 (同步开关型 2A锂电池充电、2A升压、 显示、输入、输出保护)

南京拓微集成电路有限公司 NanJing Top Power ASIC Corp. 2 REV_2.0 TP5600 移动电源专用 5 合 1 集成电路 概述 TP5600是一款功能强大的主要用于移动电源的超大规模集成电路，内部将 防输入电源反接等多重保护、自动充电管理、自动升压管理、电量显示、电池保 护等5大功能全部集成到单一芯片中，功能强大但外围应用电路简单，性能稳定 可靠，免调试大生产，高效高良率。 TP5600采用独特的单一电感复用技术，内置高效同步降压4.2V 2A锂电池充 电电路和同步升压型5V 2A输出电路；4路LED显示输出，可以5段显示充电和放 电时的电量，可适用于红、绿、蓝光LED直接驱动，也同时用于异常状态报警显 示；无需外部电池保护电路，内部集成电池多种输入和输出保护（过压、过充、 欠压、过流、短路等）。 TP5600内部特别集成输入电源反接保护，防止在生产、维修、用户连接意 外等情况下电源反接引起的锂电池损坏、燃烧等安全问题。 同时TP5600 提供外围简单的电路供客户选择不同的功能和性能：如充电输 入电源掉电时是否自动转升压；轻载自动停机（升压时）；降压充电恒流调整； 5V升压输出最大限流调整。 QFN24超小型封装散热性能好，简单的外围电路，使得TP5600也非常适用 于其他便携式设备的独立大电流充电或独立的升压管理应用。 TP5600具有宽输入电压（4.2-7V MAX），充电时对电池充电分为涓流预充、 恒流、恒压三个阶段，涓流预充电电流、恒流充电电流都通过外部电阻调整，典 型充电电流为2A，最大充电电流可达2.5A。充电时电池电压上升，4LED分段显 示状态和电量。充电开关频率700KHz的开关工作模式使它可以使用较小的外围 器件，并在大电流充电中仍保持较小的发热量。 TP5600内置适配器功率自适应电路，当VIN电流驱动不够，引起VIN下降到 4.2V时，内部自动减少充电电流，以适应不同的功率的USB口、电源或适配器。 TP5600内置防反接PMOSFET1、防倒灌PMOSFET2电路，所以外部无需二 极管等反接保护，最大可承受输入-10V输入反接电压。 TP5600同步升压电路可以恒压/限流输出，电压内部固定5V，电流可达2A， 限流值可以通过外部设置调整(VIlmt)：通过限制电池端输出电流 ，从而控制 VOUT输出功率。 升压启动时有软启动保护，有输出短路和过流保护（250ms长时过流/短路停 机）。 根据成本和性能的需求灵活选择 外接NMOS内阻10-30mΩ，可以驱动 5V(0.3A-2A)。5V2A效率可达 94%(VBAT=4.0V，RNMOS=0.015Ω，如NMOS 8804)，5V 1A时效率96% (VBAT=4.0V，RNMOS=0.015Ω，如NMOS 8210/8205)。

南京拓微集成电路有限公司 NanJing Top Power ASIC Corp. 3 REV_2.0 特性 对本机电池充电： ■ 单节4.2V 锂电池充电，典型2A ■ 宽工作电压，最大达到7V，欠压保 护，内置电源功率自适应 ■ 防电源反接功能 ■ 内置功率PMOS2和多用途保护和旁 路PMOS1，全同步开关型工作模式， 外部一个NMOS，器件发热少，外围 简单 ■ 涓流、恒流、恒压三段充电，保护 电池 ■ 可编程充电电流ISET，0.1A—2A ■ 预充电涓流： 20%ISET0 恒压停机电流： 20%ISET0 ■ 4路LED充电状态指示，最高位闪烁 ■ 芯片过温度保护 ■ 电池短路保护、过压(4.3V)保护 ■ 内置多种电池保护，无须外部保护 芯片 ■ 开关频率700KHz，典型电感2.2uH ■ 4.2V±1％的充电电压控制精度 ■ 采用QFN24 4mm*4mm 超小型 封 装 ■ 5V充 3.8V2A效率92% 升压电路： ■ 按键启动和充电时掉电自动启动5V 输出 ■ 按键长按2.5S， 升压关断， 进入待机 模式 ■ 可调最大输出恒流，最大输出5V2A ■ 4 路LED电量状态指示，3秒自动灭 灯，电池小于3V报警6次待机，小于 2.4V全停机，不动作，电池电流0 ■ 芯片过温度保护，自动降低输出电 流，欠压、过流、短路自动待 机保 护 ■ 开关频率降频为300KHz。 ■ 轻载(输出<30mA)10秒后自动待机 ■ 待机电池电流低至 6uA ■ 5V2A 典型输出效率>94% 绝对最大额定值 ■ VIN：-10V～7.5V，其他端口0~10V ■ VBAT：-0.7V～5V ■ 最大结温：145℃ 应用范围 ■ 移动电源 ■ 便携式设备独立电池充电/升压 ■ 电子烟

南京拓微集成电路有限公司 NanJing Top Power ASIC Corp. 4 REV_2.0 典型应用电路 dn~_up auto_up Key~ Lx EXT GND_P VS VBAT VIN VOUT GND_A LED4 LED3 LED2 LED1 GND_D V_Ilmt L=2.2uH VIN R2=3M C6 C7 C8 C14 C15 VOUTVBAT GND C12 C13 Rsb=13.5mΩ TP5600 0.1uF 0.1uF 22uF 22uF 0.1uF VREG Vint1 Vint2 C3 1uF 1uF 0.1uF 22uF C2=1uF 1uF 0.1uF 22uF C10 22uF R7=1M R8=33K RA1 RA2 RB1 RB2 NMOS 8205A KEY2 升压按键 23、24 2、3、5 CLX 10nF+3.3Ω RLX 图 1 TP5600 为4.2V 锂离子电池2A 充电、5V2A 升压应用示意图 封装/订购信息 NC VOUT VOUT LX VOUT Vint1 GND_A key~ V_Ilmt VS VBAT auto_up GND_D Vint2 LED4 LED3 LED2 LED1 VIN VIN GND_P EXT VREG dn~_up 24 引脚4mm*4mmQFN24 封装顶视图 （散热片接地，不可接其他电位） 订单型号 TP5600-QFN24 器件标记 TP5600 实物图片

南京拓微集成电路有限公司 NanJing Top Power ASIC Corp. 5 REV_2.0 内部框图 dn~_upauto_upVint2 T250MS CK500MS T5S,T10S Vbat schmitter COMPARER VBAT VREF1.0V POWER MANAGE VIN VB AT VO UT 400K VREF 1.0V IREF BOV~（VBAT>4.3） Tri_state Sub switch pmos1 Sub switch pmos2 0.25V Pbuf Vint2 Down~_UP PWM RAMP OSC 800K/400K 1.0V 0.25V VERR AMP X10 VOUT (Rall=1000K) 4.3V auto_adpt 5V fix VREF1.0V Pwr_off~ 4.3V over charge 4.2V floot 3.0V trickle/uv 2.4V shutdown VBAT (Rall=2000K) Nbuf Syn_dn_up~ 0.25V VREG GND_D V_Ilmt VBAT VS GND_P EXT LX VOUTVIN Key~VREGVint1GND_A LED1 Up soft start over load 250ms SS Up load_small auto stop 10S LOAD_S 1ms-10s timer INPUT MODE 同步与过流保护电路 LED display control LED2LED3LED4 Mode switch 500K 1K 1K 1K 1K 图2 功能模块框图

南京拓微集成电路有限公司 NanJing Top Power ASIC Corp. 6 REV_2.0 推荐电特性 表1 TP5600电特性能参数 凡表注●表示该指标适合整个工作温度范围，否则仅指TA=25℃，VIN=5V，除非特别注明。 符号 参数 条件 最小值 典型值 最大值 单位 降压充电部分 VIN 输入电源电压 ● 4.2 5 7.0 V IVIN 输入电源电流(无灯) 充电模式，RSb=0.1Ω 待机模式（VB=4.25） 停机模式（ Vin<VBA T；或 Vin<VUV） 240 550 550 550 750 750 750 mA μA μA Ivs VS 端吸收电流 VBA T=4.2V 0.5 1 1.5 uA Vsb 恒流设置电压基准精度 Rsb=0.1 24 27 30 mV IBA T BA T引脚电流： (电流模式测试条件是 电池=3.8V) RS=0.1Ω，恒流模式 RS=13.5mΩ，恒流模式 待机模式，VBA T=4.25V VIN=0V，VBA T=4.25V 1.8 270 2.2 -10 -10 mA A uA uA ITRIKL 涓流预充电电流 1.2V<VBA T<VTRIKL ， RS=0.013 500 mA Fdn 振荡频率 600 700 800 KHz DMAX 最大占空比 100% DMIN 最小占空比 0% VTRHYS 涓流充电迟滞电压 RS=0.1Ω 60 80 100 mV VUV VIN欠压闭锁门限 从VIN低至高 ● 3.7 3.8 4.0 V VUVHYS VIN欠压闭锁迟滞 ● 150 200 300 mV VADPT VIN自适应启动电压 VIN从高到低 4.15 4.25 4.35 V IBTERM ISET/5 终止电流门限 RS=0.1Ω ● 40 50 70 mA VLED LED1-4 引脚输出驱动 ILED=2mA 2.5 3 4.0 V ΔVRECHRG 再充电电池门限电压 VFLOA T-VRECHRG 100 120 150 mV TLIM 芯片保护温度 145 ℃ RONP2 功率PMOS2 导通电阻 40 mΩ RONP1 保护PMOS1 导通电阻 80 mΩ ILMTp 功率PMOS2 逐周期限流 0.25V/Ronp1 4 A tR RECHARGE 再充电比较器滤波时间 VBA T高至低 300 500 700 mS tR TERM 终止比较器滤波时间 IBA T降至CR/5 以下 1 1.8 2.5 mS

南京拓微集成电路有限公司 NanJing Top Power ASIC Corp. 7 REV_2.0 除非指定，否则，VIN=0，VBAT=3.8V，TEMP=25℃，VOUT=5V，COUT=44uF， Rout=5Ω，Rsb=13.5mΩ。KEY~ 键启动升压 符号 参数 条件 最小值 典型值 最大值 单位 升压部分 VBA T 输入电源电压 ● 3.0 3.8 4.5 V IBA T 电池输出电流(不包含灯) VOUT=5V，Rout=50K 待机模式 关机模式(VBA T=2.2) 0.5 mA μA μA VOUT 输出电压精度 Rsb=13.5mΩ 4.87 5.02 5.17 V VIlmt 恒流设置电压有效范围 VIlmt 有 VOUT 经分压电阻 取得 0 1 V Iout_LS 轻载停机电流门限 L=2.2uH(随Cout有正变化) 10 50 100 mA Fup 升压振荡频率 250 300 400 KHz DMAX 最大占空比 85% DMIN 最小占空比 0% Vlmtn 外置NMOS逐周期限流电 压 设计值 0.20 0.25V 0.3 Tdisp 电量 LED 显示周期 2.5 4.5 6 S Tno_load 轻载检测周期 IOUT=200MA下降到 5MA 5 9 12 S VuvB3 电池欠压待机点 VBA T从高到低 2.8 3 3.2 V VuvB2 电池过低关机点 VBA T从高到低 2.1 2.3 2.5 V VLED LED1-4 引脚输出驱动 ILED=2mA 2.5 3 4.0 V TEMPLIM 芯片保护温度 145 ℃ Tss_up 升压软启动时间 VOUT=0 至 VBA T(COUT=100uF) 100 500 2000 uS IBA T_UP_ST 输出短路时电池电流 50 100 200 mA TUP_ST V out短路到停机保护时间 V out=0V 150 250 500 mS

南京拓微集成电路有限公司 NanJing Top Power ASIC Corp. 8 REV_2.0 典型性能指标（锂电池充电模式） 4.05 4.1 4.15 4.2 4.25 0 20 40 60 80 100 120 140 160 VBAT（V） TEMPERATURE(℃) VBAT与温度曲线 4.05 4.1 4.15 4.2 4.25 4 4.5 5 5.5 6 6.5 VBAT (V) VIN (V) VBAT与VIN曲线 截止电压与环境温度关系 截止电压与电源电压关系 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.1 1.2 4 4.5 5 5.5 6 6.5 Ibat(A) VIN(V) Ibat与Vin曲线 充电电流与电源电压关系 典型性能指标（升压模式） 待机电流 (μA) VBAT (V) 待机电流与VBAT曲线 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 5.1 0 20 40 60 80 100 120 140 160 VOUT (V) 温度 (℃) VOUT与温度关系 待机电流与电池电压的关系 VOUT与环境温度的关系 4.2 4.4 4.6 4.8 5.2 VOUT (V) VBAT (V) VOUT与VBAT曲线 VOUT与输出电流的关系 VOUT与电池电压的关系

南京拓微集成电路有限公司 NanJing Top Power ASIC Corp. 9 REV_2.0 升压效率与VBA T的关系

南京拓微集成电路有限公司 NanJing Top Power ASIC Corp. 10 REV_2.0 引脚功能及使用说明： VOUT(引脚 2，3，5)： 5V输出端口。 充电时通过保护PMOS1 与VIN相 连，既作为本机电池充电电源 ，也可 同时直接输出到外部手机等使用。 升压时 作为 5V 输出口 ，通过 PMOS1 与VIN隔离；VOUT也是内部 工作电源的主电源，所以电容的位置 对输出精度十分重要 ，需要优先安排 并紧靠近芯片口。详见PCB板注意事 项。建议外接瓷片电容 2*22uF 。 VIN（引脚 23，24）：充电时输入电压 正输入端。 VIN的工作范围在 4.2V至 7V之 间，需要通过一个 22μF的瓷片电容进 行旁路。 当芯片处于待机模式(充电模式： dn~_up=0)，VIN通过内部保护PMOS1 管输出到VOUT当VIN>4.25V，TP5600 自动进入充电模式。 当 芯 片 处 于 升 压 模 式 (dn~_up=VOUT=5V) ， 内部保护 PMOS1 管为关闭状态，VIN不输出到 VOUT，VIN上电不会自动触发充电模 式，只有当升压模式 自动结束后 ， dn~_up=0 时，才会进入充电模式；但 如果将auto_up引脚通过电阻接VIN则 可以 自 动 检 测VIN 上电 ， 当 auto_up>3.5V时，自动关闭升压，启动 充电模式。 GND_A，GND_D(引脚 18，7)内部地 GND_P (引脚 22) 驱动和功率地线。 LX（引脚 4）：内置功率 PMOS2 管、 外置 NMOS 漏极连接点。 LX 与外部电感相连作为电池充电 放电的开关端，也作为同步电压和过 流电压的检测端。 Vint1（引脚 6） ：内部电源1。外接电 容 1uF，可输出电流<1mA。 工作时(充电或升压)启动=VOUT， 待机时=0。 Vint2（引脚 8）：内部主电源 2，外接 电容 1uF。一直保持芯片最高电位。 由内部电源切换电路自动切换到 VBAT 或 VIN 或 VOUT 中的最高电平 作为内部工作电源。工作时=VOUT， 待机时=VBAT，可输出电流<5mA。 为防止切换模式时 VOUT 瞬变过 大，引起 Vint2 和 VOUT 两路电源不 同，内部产生误操作，Vint2 和 VOUT 之间需要跨接 2.2uF 的电容，抑制电源 瞬态跳变引起的误触发。 LED4-1 ( 引脚 9，10，11，12)：外接 发光二极管 LED 的正极，正常工作最 高电平 5V，可以驱动蓝光、白光、红、 绿 LED 等。 正常工作电量指示端口；异常状态 报警指示。内部有 1K 左右的限流电 阻。用户还可根据不同 LED 和亮度选 择外加串联。详见 LED 指示说明。 auto_up (引脚 13)：模式检测端口 2。 高电平时强制为充电模式(禁止升压)； 下降沿强制启动一次升压 ；一直低电 平时模式由 KEY~键决定；(在充电或 待机模式下，充电与否决定于 VIN 或 VOUT 是否有电压)。

南京拓微集成电路有限公司 NanJing Top Power ASIC Corp. 11 REV_2.0 用法1： 掉电自动（auto_up）/手动(KEY~) 升压，自动停机。 3M 电阻和 VIN 端相连，检测到高 电平后自动停止升压 模式，进入充电 模式；检测到 VIN 下降沿(掉电)自动 启动升压模式，VOUT 输出 5V，升压 轻载时自动停机。接法如典型应用图。 用法2： 掉电自动/手动升压，自动/手动停 按下开关后，端口接 Vint2 高电平， 手动关闭升压模式，释放后启动升压 模式，轻载自动停机。接法如下图： R=270k R=3M C=1uF GND Vint2 VIN STOP_UP auto_up 用法3： 外部 CPU 控制充电模式和升压 模式，微控制器的 M3 开漏端直接接 auto_up，通过电阻上拉 Vint2 高电平。 CPU 关M3，关闭升压模式；或开 M3， Auto_up 一个下降沿，开启升压 (无须 KEY~按键)，轻载自动停机。 接法如下： GND auto_up Vint2 R10 R=3M 为了防止在模式切换时 VIN 毛刺 引起误触发，auto_up 端口需要使用RC 延时回路，负载电容 COUT 越大，需要 RC 延时越大。一般 RC>500ms，(3M 1uF，可允许 Cout>1000uF)。 该口如果直接接 0 电位，VIN 掉电 时不会自动转升压模式。 VBAT（引脚 14）：电池电压端。 将电池的正端连接到此管脚。 VS(引脚15)：电池输入/出电流检测端。 Rsb 连接 VBAT 和 VS，作为电池 电流的取样电阻，内部有电流极性自 动判别电路。 Rsb 设置最大充电电流值，V_Ilmt 设置最大放电电流值 。其他电流内部 自动调整。Vsb=VS-VBAT 恒流充电时： Vsb0=27mV±3mV 最大充电电流：ISET0=27mV/Rsb。 涓流充电时： Vsb1= 7mV±4mV 最大充电电流：ISET1=7mV/Rsb。 升压放电时： Vbsmax=4*27mV 最大放电限流约：ISET2=4*ISET0(即 VOUT=5V，V_Ilmt=1/5 VOUT)。 ISET2 由内部V_Ilmt(VOUT 取样电压) 调制时： V_Ilmt 下降时 ISET2 减少 ， V_Ilmt=[0-1V] ； ISET2 有 Rsb 和 V_Ilmt 共同作用。 例如：Rsb=25mΩ， 如果 V_Ilmt=0.5V(1/10 VOUT)则： 充电恒流 ISET0=27mV/25mΩ=1.1A。 5V OUT： 输出限流 IOUT 约 0.9*4.2*2.5/5=1.8A

南京拓微集成电路有限公司 NanJing Top Power ASIC Corp. 12 REV_2.0 如果 V_Ilmt=0.25(1/20 VOUT )则： 输出限流IOUT 约0.9*4.2*1.75/5=1.3A 电池电流设置示表(客户须以实测为准，下 表为我司演示版测试值) Rsb 毫 欧 充 电 限 流 (A) V_Ilmt= R8/(R7+R8) Iout(A) (vout=4.8@ VB=4.2) Iout(A) (vout=4.8@ VB=3.6) 25 1.1 0.5 2A 1.79A 25 1.1 0.3 1.6 1.4 25 1.1 0 0.88 0.87 18 1.5 0.5 2.74 2.4 18 1.5 0.11 1.5 1.4 18 1.5 0 1.25 1.2 13 2 0.5 2.7 2.4 13 2 0.1 2.01 1.8 13 2 0 1.26 1.2 V-Ilmt(引脚 16)：电池放电电流设置 充电时，该端口不起作用，放电时 设置不同的电压初始值 0-1V，(内部有 1V 嵌位电路)。可以改变电池放电最大 限流倍数 。如果通过分压电阻取样 VOUT，可以得到随 VOUT 调制的输 入限流值(与 Rsb 共同作用)，从而保持 输出电流恒定不变。 key~ (引脚 17)：升压模式端口 1 外部按键控制，低脉冲有效。按键 后可启动升压模式(当 auto_up=低)： 如 VBAT≤3V；或 VOUT 短路过流 等，则 LED 异常报警闪 6 次后自动待 机，不升压。 如VBAT>3V则电量指示灯显示约 5 秒后熄灭。VOUT 输出 5V 电源。再 次按键 key~重新显示电量 5 秒。如果 连续输出轻载，(如 Iout≤30mA)，约 10 秒后自动停止，转为待机模式，电池 耗电≤6uA。并入小电容可更好防静电 和抖动。 长按按键 2.5S 升压停机。 PMOS1 的栅输入。也用于工作状态指 示口，供外部 MPU 检测： dn~_up=0 充电模式，为同步降压 模式，PMOS1 导通，PMOS2 为充电 开关管，NMOS 为降压同步管。 当功率管损坏如 PMOS2 串通等 引起 VBAT≥4.3V 过压，保护电路起作 用：dn~_up=高阻态，通过内置 500K 电阻上拉到 VIN，保护管 PMOS1 强制 关闭，停止充电。 外接 0.1uF 电容防止 VBAT=0V 时，可能出现的充电不启动。 dn~_up=VOUT(5V)，升压模式 ， PMOS1 关闭，NMOS 为放电开关管， PMOS2 为升压同步管。 VREG（引脚 20）：内部电源 3。 VREG 是一个内部二级电源， 它外 接一个0.1uF 旁路电容到地。VREG 约 =4.0V，输出电流<1mA。只有在工作 时启动，待机时为 0V。 EXT（引脚 21）：外置 NMOS 栅驱动 端 开关信号，CMOS 输出，高电平为 VOUT ，低电平为 0 。最大可驱动 Cg=2000p 的 NMOS 功率管。

南京拓微集成电路有限公司 NanJing Top Power ASIC Corp. 13 REV_2.0 工作原理说明： TP5600 是专门为 需要内置 单节 4.2V 锂离子电池充电，同时需要高效 大功率 5V 稳定 DC 电源的系统而设 计。由于芯片内部集成多种电池输入 输出保护电路，外部无须电池保护板 或电路。加上内置 4 路电量显示和报 警显示。独特的电感和功率管的复用 技术，使用一套器件，升压和降压自 动切换模式，完成高效率大电流的同 步降压充电和同步升压输出 。系统生 产复杂性大大降低，成本降低的同时 系统可靠性和安全性大大提高。 PMOS1：独特的多用途保护和旁 路PMOS1 的内置设计，不仅可以保证 边充电同时旁路输出，无须外接旁路 电路，还可防止充电电源反接 。电池 电压过压时PMOS1 也会自动切断， 加 上PMOS2 的充电限压电路， 双重保护 电池。在升压时 PMOS1 关闭，以免 VOUT 反漏到VIN 端。 充电过程： 在待机模式时，PMOS1 是导通状 态，dn~_up=0，VOUT=VIN。VIN 上 电后，当 VOUT<3.8V 未启动充电电 路。电池无电流输入；LED 灯不亮； 当 3.8V<VOUT<4.3V，未启动充电电 路，LED 灯显示电量。 当 VOUT≥4.3V 启动充电电路，同 步降压模式启动，PMOS2 为电感充电， NMOS 为同步管，电流流过 VS 外接 Rsb 到电池。Vsb 为采样电压，控制开 关占空比，控制充电电流值。 LED 灯显示电量如下： 电池电 压( 充电 模式) 闪烁/长亮 闪烁方式 0- 3.0 LED1/无长亮 0.5 秒 50% 快闪 3.0-3.5 LED1/无 1 秒25%闪 3.5-3.8 LED2/LED1 1 秒25%闪 3.8-4.0 LED3/LED2-1 1 秒25%闪 4.0-4.2 LED4/LED3-1 1 秒25%闪 4.2 无闪/LED4-1 充电过程分： 涓流 (0≤VBAT<3.0)：Vsb=5mV， LED1 高频闪动，其它 LED 灭。 恒流 (3.0<VBAT<4.18)：Vsb=27mV LED 最高位慢闪，其他低位长亮。 恒压 (4.18<VBAT<4.20)，四个 LED 都 长亮，不闪，充满。 恒流设置：ISET0=Vsb/Rsb=27mV/Rsb 涓流： ISET1=5mV/Rsb 恒压阶段电流会随 VBAT 上升急剧下 降，直到充电电流约为 20% ISET0 以 下维持 1.8ms 以上，产生充满信号： LED 长亮，降压管关闭。 自动再充电：电池充满到 4.2V 后 待机，如果电池电压再下降到 4.08V 左右，500mS 后重新启动充电过程直 到 VBAT 回到 4.2V。 内部过温达到 145 度，保护电路自 动降低输出电流，直到内部温度不再 上升。该功能使得用户无须担心芯片 过热而损坏。 VIN 掉电后功能选择： VIN 掉电至 4.3V 时，自适应电路 启动，自动降低输出电流直到 VIN 不 再降低，该功能可以将大电流充电系 统用 USB 或小功率电源适配器、太阳 能电池来做电源，而避免电源复位或 重启。

南京拓微集成电路有限公司 NanJing Top Power ASIC Corp. 14 REV_2.0 VIN 断电、掉电： auto_up 端口，不固定接 VIN，则 auto_up 和 key~可作为手动模式转换 按键。VIN 掉电后无自动转升压功能， 直接待机；但充电时 key~键也不禁止 ( 停止充电模式 ，进入升压模式 ， VOUT=VIN 和升压 5V 的高者 ) 。 auto_up 键后将进入充电或待机模式 (停止升压模式)。 auto_up 端口 RC 回路接到 VIN(如 典型应用电路)，则 VIN 上电后即自动 充电模式，不管之前是何状态，key~ 键无效。VIN 掉电后自动转升压模式 (无须key~按键)，key~键也有效。推荐 使用该功能选项。 放电升压过程： 典型应用情况下 ，充电掉电和 key~低电平脉冲都可触发VOUT 从0V 到 5V 的升压过程。同时 LED 显示电 量5 秒左右后熄灭。 升压时 ， PMOS1 关闭 ， dn~_up=VOUT ，VIN=0V ，Vint1 和 VREG 启动，EXT 驱动 NMOS 开关电 感，PMOS2 为升压同步，将 VOUT 泵 至 5V DC，供手机、平板电脑等便携 式设备充电使用。 内部有 VOUT 自适应软启动限流 (VOUT 上升，允许输出电流越大)、逐 周期限流、限制平均 电池电流、芯片 过温度保护、长时间（250ms）短路和 过流停机保护等多重保护功能，外部 可不需要使用额外的电池保护电路。 也减少外部保护电路的损耗，提高电 池电源转换效率。 升压时 LED 灯显示如下： 电池电压 ( 放电模 闪烁/长亮 5 秒 闪烁方式 0 - 2.4 都不亮 关机 2.4- 3.0 LED4-1/无长 亮 快闪 6 次 欠压报警 3.0-3.5 无/LED1 3.5-3.7 无/LED2-1 3.7-3.9 无/LED3-1 3.9-4.2 无/LED4-1 VOUT 过 载 LED4-1/无 快闪 6 次 芯片过温 LED4-1/无 快闪 6 次 升压工作时的自动停止： 升压电路正常工作开始后， 如果输 出有负载，同时负载足够大，典型条 件下 IOUT>50mA，升压电路一直工作， 不停机；如果轻载 IOUT<50mA(根据温 度，电池电压，电感值等会有所不同)， 一般表明外部充电结束 ，或无负载接 入，经过连续 10 秒左右的持续检测， 芯片将自动停止升压，转为待机模式； 待机模式下可以再次升压 (key~键 低电平脉冲触发)，也可以自动进入充 电(VIN>4.3V)待机模式下 ，VOUT， VIN 与 VBAT 完全隔离，芯片系统耗 电仅仅 6uA。 升压时需要手动或外部控制停止 不 管 是 否 轻 载，用 户 可 以 将 auto_up 端口通过开关或电阻上拉到高 电平 VBAT，升压即停止。key~键不起 作用，此时为待机状态，可以进入充 电模式；auto_up 变低后，芯片又自动 回到升压状态(不管是否按下 key~键)。 CPU 控制停机的接法： CPU 开漏NMOS 输出加上拉3MΩ 的电阻接 auto_up 与 VBAT 之间。

南京拓微集成电路有限公司 NanJing Top Power ASIC Corp. 15 REV_2.0 VOUT 和输出电流： 芯片内部有 VOUT=5V 固定输出 的取样电阻，用户无须外部调整电阻。 输出最大电流由Rsb 和V_Ilmt 的值决 定(见 VS 端口的设置)。最大充电电流 由Rsb 设置，与 V_Ilmt 无关。 电池最大放电电流由 V_Ilmt 外部 设置为 1-4 倍(对应 0V-1V V_Ilmt)的 最大充电电流 。升压时加上内置的 VOUT 调制作用，以及升压效率(典型 94%) 共同决定 IOUT 的 最 大 值。 VOUT=5V 下降到 VBAT，IOUT 上升。 VOUT 不变，VBAT 降低，IOUT 下降。 VOUT 连续 250ms 小于 VBAT，则 表示输出过载或短路，内部自动停机 保护，并 6 次闪灯报警过载。 电池欠压保护： 升压时，如果电池电压下降<3V， 则自动停机，并闪灯 6 次报警欠压。 如果电池电压<2.4V，为防止锂电 池损坏，芯片内部全部关机并处于锁 定状态，电池电流降到 1uA 以下，外 部按键无效。以后即使电池电压回到 2.4V 以上也不会解锁工作，只有 VIN 加高电平后充电一次自动复位 ，才可 解除锁定。 (注意：在工程师测试芯片或生产时， 如果 VBAT 短时移除，可能出现由于 CBA T的电容电压<2.4V 停机锁定，造成 VBAT 再加电时不工作现象，只需要 VIN 上电一下，或将 CBA T的电容放电 到0 再 VBAT 上电复位也可)。 芯片内部热限制 无论是充电还是放电模式，如果芯 片温度试图升至约 145℃的预设值以 上，则一个内部热反馈环路将 自动减 小设定的 电池电流。该功能可防止 TP5600 过热，并允许用户提高给定电 路板功率处理能力的上限而没有损坏 TP5600 的风险。在系统芯片保证将在 最坏情况条件下自动减小电流的前提 下，可根据典型（而不是最坏情况） 环境温度来设定充/放电电流。 输入 VIN、输出 VOUT、VS、VBAT 端电容 可以使用多种类型 瓷片电容器， 但需要高品质的功率电容 ，则需加一 个 0.1uF 的瓷片电容进行旁路， 并且连 接位置务必紧靠近芯片引脚。其他端 口电容可以使用非功率 小型瓷片电 容。尤其 VOUT 的电容可以尽量加大 容值和功率能力 （如用两个22uF 的或 47uF 的瓷片 功率电容并联于两个 VOUT 脚） ，并需要十分靠近芯片 VOUT 脚。 热考虑 虽然 QFN24 封装的外形尺寸很 小， 但其散热特性很好， 然而需要 PCB 版的设计配合，最好采用一个热设计 精良的 PCB 板布局以最大幅度地增加 可使用的充电/放电电流。用于耗散IC 所产生的热量的散热通路从芯片至引 线框架，并通过芯片底部散热片和过 孔到达 PCB 背板铜面。引脚相连的铜 箔面积应尽可能地宽阔，并向外延伸 至较大的铜面积，以便将热量散播到 周围环境中。建议至内部或背部铜电 路层的多加通孔，改善充电器的总体 热性能。当进行 PCB 板布局设计时， 电路板上与充电器无关的其他热源也 是必须予以考虑的，因为它们将对总 体温升和最大充电电流有所影响。

南京拓微集成电路有限公司 NanJing Top Power ASIC Corp. 16 REV_2.0 电感选择 充电时 FOSC=700KHz，放电时为降 低 MOS 管的损耗 ，FOSC 降频为 300KHz。 根据不同的输出电流要求 ，电感 取值 1.1uH-6.8uH ，推荐使用 2.2-4.7(uH)。 电感额定电流建议选用大于升压 输出电流 2 倍，内阻较小的功率电感， 同等情况下选用较高的电感值 ，系统 效率会更高。 TP5600 其他应用方案 及注意事 项见后页：

南京拓微集成电路有限公司 NanJing Top Power ASIC Corp. 17 REV_2.0 TP5600 其他应用电路及器件 图 3、图 4 为 TP5600 的其他应用电路图： dn~_up auto_up Key~ Lx EXT GND_P VS VBAT VIN VOUT GND_D V_Ilmt VIN R2=3M C6 C7 C8 C14 C15 VOUTVBAT GND C12 C13 Rsb=13.5mΩ TP5600 0.1uF 0.1uF 22uF 22uF 0.1uF VREG Vint1 Vint2 C3 1uF 1uF 0.1uF KEY2 升压按键 22uF C2=1uF 1uF 0.1uF 22uF C10 22uF R7=1M R8=33K RA1 RA2 RB1 RB2 NMOS 8205A 可选手动关机 Vint2 R9=270K KEY1 L=2.2uH CLX 10nF+3.3Ω RLX 23、24 2、3、5 GND_A LED4 LED3 LED2 LED1 图 3：升压时可实现手动或CPU 控制停机 dn~_up auto_up Key~ Lx EXT GND_P VS VBAT VIN VOUT GND_D V_Ilmt VIN C16 C7 C14 C15 VOUTVBAT GND C12 C13 Rsb=13.5mΩ TP5600 0.1uF 0.1uF 22uF 22uF VREG Vint1 Vint2 C3 1uF 1uF 0.1uF 22uF C2=1uF 0.01uF 0.1uF 22uF C10 22uF R7=910K R8=60K NMOS 8205A Vint2 R10=39K 5V*2A KEY1 升压按键 L=2.2uH CLX 10nF+3.3Ω RLX 23、24 17 16 2、3、5 GND_A LED4 LED3 LED2 LED1 图4：10W 电子烟方案

南京拓微集成电路有限公司 NanJing Top Power ASIC Corp. 18 REV_2.0 下表为典型应用电路的元器件推荐清单： 表 2 4.2V 锂离子电池2A 充电、5V2A 升压 器件名称 规格 封装 器件名称 规格/电子烟 封装 IC TP5600 QFN24-4*4 C15 0.1uF 0603 L 2.2uH 7*7 C16 0.01uF 0603 C1 22uF 0805 C2 1uF 0603 R1 5K 0603 C3 1uF 0603 R2 3M 0603 C4 1uF 0603 R7 1M 0603 C5 0.1uF 0603 R8 33K 0603 C6 1uF 0603 R9 270K 0603 C7 0.1uF 0603 Rsb 0.013 1206 C8 0.1uF 0603 R10 39K 0603 C9 22uF 0805 M1 8205A TSSOP8 C10 22uF 0805 RA USB 分压电阻 C12 22uF 0805 RB USB 分压电阻 C13 22uF 0805 KEY2 自动复位按键 C14 0.1uF 0603 KEY1 锁定开关 TP5600 使用注意事项 1、主要器件用途解释及选择注意事项： Iout 1A 以下，Cout 可以只用一个 22uF 的电容。 Iout>1A Cout 建议用 2*22uF(0805)。 根据电容不同的品质，上表中 0603 的电容可以选用更小体积的电容。 C2 值一般选则=2*C3：当电池内阻较大时(如旧电池)，加该电容可以更可靠 启动升压。C2 保持 Vint2 和 V out瞬态变化同步 R1：可以 1K-100K 之间选择：防止升压时 VIN 产生干扰电压，充时无效。 C7：极限情况 VBAT=0 时用，而且 VIN 慢上电时保证 PMOS1 启动充电。 C8：进一步防按键抖动，和提高 ESD 保护能力，也可以再串一个 10K 以下 的电阻，进一步保护 KEY~端口。(内部也有防抖动电路)。 由于可能外围器件不同，R8/R7 比例在=(0/5-1/5)最好根据所需要的最大输出 电流通过实验调整最大 Iout。如果不需要限制输出电流，Vlmt 直接接VOUT 或 GND，内部将自动限制最大电池电流对应 4 倍 ISET0 或 1 倍 ISET0。 RA/RB 为手机判定 D+/D-状态使用，用户可自行选择是否需要； R1、R9 是客户可选用的器件，要根据功能和 PCB 的布线质量选择是否需要 调整，一般情况建议保留推荐值，系统更优化。

南京拓微集成电路有限公司 NanJing Top Power ASIC Corp. 19 REV_2.0 2、VOUT、VS、VBAT、VIN 端须使用高品质功率陶瓷电容，电路中电容都应 尽量靠近芯片，而不是靠近 PCB 板的端口。 3、电感请选用电流能力足够的功率电感，主要考虑升压时的电流要求，一般大 于 2 倍 IOUT 最大电流。 4、对于VOUT 及 LX 通过电流回路的走线应比其他电流信号线更宽。 5、注意各电容接地线节点位置，Vint1、Vint2、VREG、VOUT 几个端口电容应 尽量接同一侧地线，优先靠近GND_A，GND_D，VBAT，VS 用同一侧地线， 良好连接到 GND_P。 6、使用芯片在大电流工作中，应考虑芯片底部散热片与背面 PCB 的良好连接， 保证散热良好。 7、TP5600 QFN 芯片的维修拆、装方法： TP5600 是超小型 QFN24 封装，拆装时建议用可调温度的热风枪。 拆：将热风枪出风口温度定义为280-300 度，风口先对准QFN 四边吹预 热 20 秒，风口靠近芯片中央约 10mm 之内，再对准芯片中心持续吹热芯片， 约 20~60 秒 （不同的散热片时间不同） ， 待芯片可以移动时， 迅速用镊子取出。 如果芯片背面有大面积过孔或散热片，建议先用烙铁和吸锡枪从背孔处吸去 大部分焊锡。 装：1）用烙铁在 PCB QFN 贴片引脚处均匀补少量锡，或在 PCB QFN 引脚处直接涂抹一薄层锡膏。另芯片引脚也可补少量锡。 2）用镊子捏起 QFN 芯片，热风枪对准芯片底部（有脚面）吹5 秒， 迅速将底部表面涂抹一层助焊剂。 3）用热风枪预热 PCB 板上 QFN 焊盘，将 QFN 芯片按照脚位正确 顺序放在 PCB 的焊接位置中心，大概对齐即可。 4）用热风枪从芯片正上方对芯片吹风 20~60 秒，必要时芯片四周也 可以吹热，芯片会由于融化焊锡表面张力自动对齐引脚位置。如 果位置差异过大，可用镊子边吹边轻微调整，待冷却后使用。 注：建议PCB 中 QFN24 的库文件引脚长度略大于芯片长度（我司建议 PCB 布局引脚长 1mm，宽 0.28mm），便于焊接。

南京拓微集成电路有限公司 NanJing Top Power ASIC Corp. 20 REV_2.0 TP5600 演示板电路及使用说明 下图为 TP5600 的演示版及 PCB 布局图形。 演示版及PCB 示意图 采用典型应用图1 注：演示版中有部分器件名称和 PCB 不匹配，位号以 PCB 板为准，后期会提供更新后的演示版。PCB 板 背面未提供，为大面积地线与过孔，无元器件。 TP5600 演示版引脚及端口说明：充电 4.2V2A，放电 5V2A 输入：Micro USB。 输出：USB。 BAT：电池端。 正确连接电源和电池，即可充电，充电中 LED 逐级闪烁，充电结束四颗灯 全亮，具体参考充电 LED 显示。K2 键是升压按键，不充电时，按下开始升压。 在恒流充电阶段，可以在电池正极端串联电流表，检测充电电流，电流表使 用大量程档。考虑到电流表内阻，在测试电池截止电压时，不要在电池端串联电 流表，内阻会引起关断后电池的实际电压低于芯片本身截止电压。 如需更换芯片，建议使用热风枪等焊接设备。 演示版布局特别注意事项： GND：地线布局极为重要，芯片有数字地、模拟地及功率地。 数字地与模 拟地可接在一起，与其他一些器件地接在一起；功率地需直接接在输出的地，输 出地线以V out端口为主，切勿将 GND_P 直接通过芯片底部的散热片与 GND_A 与GND_D 接在一起。原理图中地线已用粗细线区分，细线为静态地，加粗的地 线为功率地，布局时可参考。 V out端电容：V out共有三个 PIN，需接在一起，且需要接1~2 个 22uF 的电 容，且靠近芯片端口，如上图 PCB 板的 C9、C10（演示版中对应 C16、C17）。 电容地也要接到大电流的地。

南京拓微集成电路有限公司 NanJing Top Power ASIC Corp. 21 REV_2.0 封装描述 4mm*4mm 24 引脚QFN 封装 Min TYP Max A 0.70 0.75 0.80 A1 0.00 − 0.05 b 0.20 0.25 0.30 D 3.90 4.00 4.10 E 3.90 4.00 4.10 D1 2.20 2.40 2.50 E1 2.20 2.40 2.50 e K 0.20 L 0.30 0.40 0.50 Size Symbol Min TYP Max 0.203REF 0.50TYP − − Size Symbol 注：上述为芯片尺寸，建议PCB 中QFN24 的库文件引脚长度大于芯片长度，便于焊接。 版本历史 日期 版本说明 版本 2015.5.20 第一版 Rev1.0 2015.9.16 修改部分指标上下不一致；电路图中加引脚标号。 Rev1.1 2016.1.15 版本升级。 Rev2.0