SC8801高效率同步4管双向升降压充放电控制器-LCSC

上海南芯半导体科技有限公司SC8801PRELIMINARYSPECSUBJECTTOCHANGES&CONFIDENTIALSC8801高效率,同步,4管双向升降压充放电控制器1简介2功能SC8801是一个同步4管双向升降压充放电控制器。不管输入升降压充电管理，可支持1至6节锂电池电压是低于，高于或者等于电池组电压，它都可以对电池组实升降压反向放电输出现充电管理。当系统需要从电池组放电时，SC8801能够反向反向输出电压动态调节输出所需电压，同样可输出低于，高于或者等于电池组电压值。超宽输入电压范围:2.7V至30VSC8801拥有超宽范围输入输出电压。它可支持从2.7V到超宽反向输出电压范围:2V至30V30V的应用范围，满足客户从1节到6节锂电池的不同需求。集成10V，2A栅极驱动器SC8801同时采用业界领先的10V驱动器电压，充分利用外置高效率升降压操作功率管以达到最高的转换效率。SC8801采用电流模式控制升压，降压或者升降压，并可用外开关频率可调：200kHz至600kHz部电阻调节开关频率,电池电压设置值以及输入输出限流值，最大限度地在满足不同应用需求的同时简化设计。SC8801支持双向输出，通过DIR管脚即可轻松控制工作方向。它同时支持包括输入限流，输出限流，动态输入功率调节，内部最高电流限流，输出过压保护，短路保护以及过温保护等一系列保护功能以确保系统能适应各种异常情况。内置电感电流限流可调节输入输出电流限流，双边输出短路保护充放电状态监控，欠压过压保护QFN-32封装SC8801采用32脚4x4QFN封装。应用移动电源智能USB插座USBPDUSBHUB车载充电器能量回收工业仪器仪器件信息器件号封装封装尺寸SC8801QDER32pinQFN4mmx4mmx0.75mmCopyright?2016,上海南芯半导体科技有限公司具体应用信息请联系application@southchip.comSC8801PRELIMINARYSPECINTERNALUSECONFIDENTIAL南芯半导体科技有限公司应用电路图DIR=Low,充电(charging)DIR=High,反向放电(discharging)VBUSVBAT+VCCPN1111D11DTWDNSSHBSLGNNPSSVBUSVCCCEbLD2SW2DIRVCCPWMVCCBT2PGHD2DPDMSNS2PVINREGFB1SNS2NAGNDPQ12L2VBATEEMMMTSRIIOBLLDCFIICF具体应用信息请联系application@southchip.comCopyright?2016,SouthchipSemiconductorTechnology(Shanghai)Co.,Ltd.南芯半导体科技有限公司管脚设置及功能简介管脚编号名称I/O1/CEI2DIRI3PWMI4PGO5DPIO6DMIO7VINREGISC8801PRELIMINARYSPECINTERNALUSECONFIDENTIALPNSD111111SSUNNNBTDWDGSSVBHSLP/CEVCCDIRLD2PWMSW2PGPGNDHD2DPBT2DMVBATVINREGSNS2PDTSNS2NLQ121DP2EEMMBNMBSIIFGFRLLOCFIIAC功能描述芯片使能。低电平有效。若上拉至高电平（大于1.3V），则芯片停止工作。充放电模式设置。当DIR为低电平时，SC8801工作于充电模式，此时由USB接口（VBUS端）向电池（VBAT端）充电；当DIR为高电平（大于1.3V）时，SC8801工作于反向放电模式，此时由电池（VBAT端）向USB接口（VBUS端）放电。通过PWM信号动态调节VBUS输出电压，仅放电模式有效。当PWM管脚为高电平（大于1.3V）时，即100%占空比时，输出电压为设定值；将PWM管脚为低电平时，即0%占空比时，输出电压为设定值的1/6；可输入20kHz至100kHz的PWM信号，通过其占空比来动态调节VBUS端输出电压，中间电位连续可调。VBUS输出电压表示为15VBUS=VBUS_SET×(+×D)66其中，VBUS_SET为输出电压设定值，D为PWM信号的占空比需通过一个外部电阻上拉至逻辑高电平。当DIR为低，即充电模式时，PG为充电截止信号：低电平表示正在充电，拉高表示充电截止。当DIR为高，即反向放电模式时，PG为输出电压指示信号：当VBUS输出电压在设定值的90%到110%之间时，PG拉高，否则，PG为低。连接到USB数据线的D+，用于充电模式下快速充电协议通讯。若无需此功能，可将此管脚浮空。连接到USB数据线的D-，用于充电模式下快速充电协议通讯。若无需此功能，可将此管脚浮空。当DIR为低，即充电模式时，可通过VINREG管脚外部分压电阻设定VBUS最低工作电压，具体公式为VBUS_min=VREF×(1+RUP)RDOWN其中，VREF为1.22V。RUP和RDOWN分别为VINREG连接的外部分压电阻值。仅当VBUS超过VBUS_min的设定值，SC8801才会开始充电操作。若VBUS下降至VBUS_min，SC8801将减小输入电流以维持VBUS电压在该设定值。如果减小电流仍无法维持，则充电停止。该功能仅在充电模式下有效。若无需此功能，可将VINREG管脚连接至VCC。Copyright?2016,SouthchipSemiconductorTechnology(Shanghai)Co.,Ltd.具体应用信息请联系application@southchip.com3SC8801PRELIMINARYSPECINTERNALUSECONFIDENTIAL南芯半导体科技有限公司死区时间设置，分为以下四档：若DT短路到地，死区时间为20ns；8DTI若DT通过68kΩ（±10%）电阻到地，死区时间为40ns；若DT通过270kΩ（±10%）电阻到地，死区时间为60ns；若DT开路，死区时间为80ns。电池充电截止电压设置。只在充电模式下，即DIR为低时有效。设置如下：若CSEL短路到地，截止电压由FB2外部分压电阻设定；9CSELI若CSEL通过68kΩ（±10%）电阻到地，截止电压为4.2V（1S）；若CSEL通过270kΩ（±10%）电阻到地，截止电压为8.4V（2S）；若CSEL开路，截止电压为12.6V（3S）。开关频率设置，分为以下三档：10FREQI若FREQ短路到地，开关频率为200kHz；若FREQ通过68kΩ（±10%）电阻到地，开关频率为400kHz；若FREQ开路，开关频率为600kHz；通过到地电阻设置USB（VBUS端）电流IBUS的限流值，即充电模式下USB输入电流/放电模式下USB输出电流限流值。具体公式为11ILIM1I12ILIM2I13FB1I14AGNDIO15COMPOIBUS_LIM=VREFRSS1RILIM1×RSNS1其中，VREF为内部电压参考值1.21V；RLIM1为ILIM1到地电阻；RSNS1为VBUS端电流采样电阻，推荐的典型值为10m?；RSS1为采样电阻两端到芯片管脚（SNS1P，SNS1N）走线上的串联电阻。两个串联电阻需相等，推荐1kΩ。ILIM1需并联一个电容到地，推荐10nF。若无需IBUS限流功能，则将ILIM1短接到地。通过到地电阻设置电池（VBAT端）电流IBAT的限流值，即充电模式下电池充电电流/放电模式下电池放电电流的限流值。具体公式为IBAT_LIM=VREFRSS2RILIM2×RSNS2其中，VREF为内部电压参考值1.21V；RLIM2为ILIM2到地电阻；RSNS2为VBAT端电流采样电阻，推荐的典型值为10m?；RSS2为采样电阻两端到芯片管脚（SNS2P，SNS2N）走线上的串联电阻。两个串联电阻需相等，且也应与RSS1相等，推荐1kΩ。ILIM2需并联一个电容到地，推荐10nF。ILIM2不能直接短路。放电模式下，可通过FB1管脚连接的外部分压电阻设定VBUS端输出电压值，具体公式为RUPVBUS=VREF×(1+RDOWN)其中，VREF为内部电压参考值1.21V，RUP和RDOWN分别为FB1连接的外部分压电阻值。若结合放电模式下PWM动态调节功能，则VBUS输出电压可表示为RUP15VBUS=VREF×(1+)×(+×D)RDOWN66其中，D为PWM信号的占空比。芯片的信号地外接电阻电容网络对内部控制环路进行补偿。具体应用信息请联系application@southchip.comCopyright?2016,SouthchipSemiconductorTechnology(Shanghai)Co.,Ltd.南芯半导体科技有限公司16FB2I17SNS2NI18SNS2PI19VBATI20BT2PWR21HD2PWR22SW2PWR23LD2PWR24VCCO25PGNDPWR26LD1PWR27SW1PWR28HD1PWR29BT1PWR30VBUSI31SNS1NI32SNS1PI散热焊盘SC8801PRELIMINARYSPECINTERNALUSECONFIDENTIAL充电模式下，若CSEL管脚短路到地，可通过FB2管脚连接的外部分压电阻设定充电截止电压，为RUPVBAT=VREF×(1+RDOWN)其中，VREF为内部电压参考值1.22V，RUP和RDOWN分别为FB2连接的外部分压电阻值。若已通过CSEL管脚设为固定充电截止电压（1S/2S/3S），须将FB2浮空或接地。用于电流采样电阻两端差分电压。电流采样电阻需放置在功率管和VBAT电容之间，推荐值5mΩ-20mΩ，典型值为10m?。SNS2P/SNS2N各通过1kΩ电阻以差分对方式连接到采样电阻两端（不能将功率路径走线包含在内）。在SNS2P和SNS2N管脚之间紧靠芯片的位置需连接一个滤波电容，推荐47pF。用于检测电流采样电阻两端差分电压。电流采样电阻需放置在功率管和VBAT电容之间，推荐值5mΩ-20mΩ，典型值为10m?。SNS2P/SNS2N各通过1kΩ电阻以差分对方式连接到采样电阻两端（不能将功率路径走线包含在内）。在SNS2P和SNS2N管脚之间紧靠芯片的位置需连接一个滤波电容，推荐47pF。芯片电源输入，由内部选择器选择VBUS或者VBAT电压给内部电路供电。VBAT管脚需连接至电池端（即充电模式下输出端/反向放电模式下输入端），并在紧靠芯片的位置连接1uF旁路电容到地。在BT2和SW2管脚之间紧靠芯片的位置连接一个电容，为上管栅极驱动电路提供电压。上管栅极驱动2连接电感和功率管下管栅极驱动2该管脚输出VBUS和VBAT中的最高电平为栅极驱动电路提供电压。若最高电平超过10V，则VCC电压钳位在10V。需在紧靠芯片的位置连接一个旁路电容到功率地，推荐1uF。功率地下管栅极驱动1连接电感和功率管上管栅极驱动1在BT1和SW1管脚之间紧靠芯片的位置连接一个电容，为上管栅极驱动电路提供电压。芯片电源输入，由内部选择器选择VBUS或者VBAT电压给内部电路供电。VBUS管脚需连接至USB端（即充电模式下输入端/反向放电模式下输出端），并在紧靠芯片的位置连接1uF旁路电容到地。用于检测电流采样电阻两端差分电压。电流采样电阻需放置在VBUS电容和功率管之间，推荐值5mΩ-20mΩ，典型值为10m?。SNS1P/SNS1N各通过1kΩ电阻以差分对方式连接到采样电阻两端（不能将功率路径走线包含在内）。在SNS1P和SNS1N管脚之间紧靠芯片的位置需连接一个滤波电容，推荐47pF。用于检测电流采样电阻两端差分电压。电流采样电阻需放置在VBUS电容和功率管之间，推荐值5mΩ-20mΩ，典型值为10m?。SNS1P/SNS1N各通过1kΩ电阻以差分对方式连接到采样电阻两端（不能将功率路径走线包含在内）。在SNS1P和SNS1N管脚之间紧靠芯片的位置需连接一个滤波电容，推荐47pF。芯片底部散焊盘。连接到地。Copyright?2016,SouthchipSemiconductorTechnology(Shanghai)Co.,Ltd.具体应用信息请联系application@southchip.com5SC8801PRELIMINARYSPECINTERNALUSECONFIDENTIAL南芯半导体科技有限公司7电气规格7.1绝对最大耐压在通风温度范围之内（除非另外标注）(1)最小最大单位VBUS,VBAT,SNS1P,SNS1N,SNS2P,SNS2N,/CE-0.342VSW1,SW2-142VVCC,PG,DIR,DP,DM,PWM,VINREG-0.320VFREQ,ILIM1,ILIM2,COMP,CSEL,DT,FB1,FB2-0.35.5V各引脚耐压值(2)LD1,LD2-0.312VBT1,HD1对SW1-0.312VBT2,HD2对SW2-0.312VBT1,BT2-0.350VTJ工作结温-40150°CTstg储存温度-65150°C超过所标注的最大耐压值可能造成器件永久损坏。长期处于绝对最大耐压可能造成器件可靠性问题。所有电压值均为对地值。7.2静电等级参数定义最小最大单位ESD等级(1)人体静电模型(HBM)(2)-22kV带电器件放电模型(CDM)(3)-750750VElectrostaticdischarge(ESD)tomeasuredevicesensitivityandimmunitytodamagecausedbyassemblylineelectrostaticdischargesintothedevice.LevellistedaboveisthepassinglevelperANSI,ESDA,andJEDECJS-001.JEDECdocumentJEP155statesthat500-VHBMallowssafemanufacturingwithastandardESDcontrolprocess.LevellistedaboveisthepassinglevelperEIA-JEDECJESD22-C101.JEDECdocumentJEP157statesthat250-VCDMallowssafemanufacturingwithastandardESDcontrolprocess.7.3推荐操作条件范围最小最大单位VBUSVBUS电压范围2.736VVBATVBAT电压范围230VCBUSVBUS端电容30μFCBATVBAT端电容30μFL电感值2.26.8μH具体应用信息请联系application@southchip.comCopyright?2016,SouthchipSemiconductorTechnology(Shanghai)Co.,Ltd.SC8801PRELIMINARYSPEC南芯半导体科技有限公司INTERNALUSECONFIDENTIALRSNS1/2电流采样电阻520m?fSW工作频率200600kHzfPWMPWM信号频率范围20100kHzDPWMPWM信号占空比范围0100%TA工作环境温度范围-4085CTJ工作结温范围-40125CCopyright?2016,SouthchipSemiconductorTechnology(Shanghai)Co.,Ltd.具体应用信息请联系application@southchip.com7SC8801PRELIMINARYSPECINTERNALUSECONFIDENTIAL南芯半导体科技有限公司典型应用电路图具体应用信息请联系application@southchip.comCopyright?2016,SouthchipSemiconductorTechnology(Shanghai)Co.,Ltd.SC8801PRELIMINARYSPEC南芯半导体科技有限公司INTERNALUSECONFIDENTIAL封装信息QFN32L(0404x0.75-0.40)Copyright?2016,SouthchipSemiconductorTechnology(Shanghai)Co.,Ltd.具体应用信息请联系application@southchip.com9