【应用】OTP单片机LDR5409作为系统主控芯片管理整机充放电全过程，兼顾效率高、发热低、成本低等需求

时间： 2022-10-12 来源：乐得瑞

技术问答

本方案采用乐得瑞自主研发的OTP单片机 LDR5409作为系统主控芯片管理整机充电和放电全过程。并带有数码显示驱动，可接数码管、LCD显示屏，方案具有效率高、纹波小、系统安全性、稳定性高的特点，由于主控芯片具有基准电压校正功能，可保障批量生产时的一致性。相对传统的分立方案和硬件三合一方案，乐得瑞同步整流三合一方案兼顾了效率高、发热低、成本低等需求。

■特点
●主芯片特点
◆工作电压2.2V~5.5V
◆集充电管理、同步升压、电量计量、显示驱动于一体
◆集成数字积分电路，采用库仑计算法，可精准计量电量
◆工作电压2.2V~5.5V
◆休眠模式电流小于1μA
◆封装形式SSOP20

●方案特点
◆输入5V/2A；输出5V/2.1A
◆自动负载检测，充电USB插入检测
◆保护机制：过放保护、过充保护、短路保护
◆具有过流降压功能
◆2A（3.7V）输出纹波小于100mV
◆按键响应，电量显示，照明灯等功能可定制
◆整机静态功耗小于50μA
◆可接数码管、LCD显示屏
◆整机BOM元件少，系统稳定，性价比高

■技术规格

表1充电放电规格

表2其他规格

■系统框图

■系统框图说明

A、过充过放保护电路采用专用锂电池保护芯片，可以避免锂电池因过充电、过放电、电流过大导致电池寿命缩短或电池被损坏，具有高精确度的电压检测与时间延迟电路。

B、充电管理包括预充、涓流、恒流和恒压四个过程，LDR5409通过高精度的ADC对充电电流以及电池电压采样，可实现充电电流的自调节，使充电过程可靠、高效、电流均匀。充电电压，充电电流均可通过程序自由进行设置，以满足各种产品的需求。

C、放电管理包括过冲保护，放电电流过大保护，恒压输出。LDR5409通过高速的PWM速率以及PFM控制算法只需要较少的外围元器件便可以把输出纹波控制在100mV以下。

D、电池电量用LCD/数码管指示，方便用户随时检查电池电量情况。照明灯采用高亮LED，可以作为微手电LED，可以作为微手电筒使用，手电筒附带户外SOS定制闪灯。

E、按键用于电量测试或者放电开关机控制。

F、USB插入检测:

充电USB接入时，经过电阻分压，主控IC检测到高电平，系统自动进入充电管理。

G、电量显示（可定制）

通过LCD灯/数码管的点亮熄灭或LCD显示花样方式指示当前电池电量、当前工作状态。

H、按键响应（可定制）

按键主要用于用户和系统交互。单击按键系统升压，指示灯指示电池当前电量，双击按键手电亮或者灭。

I、保护电路

系统采用专用的锂电池保护芯片，可以有效避免锂电池因过充电、过放、电流过大导致电池寿命缩短或电池被损坏。

J、充电电流采样电阻

移动电源充电时，通过检测采样电阻之间的压差即可判断当前充电电流的大小，主控IC据此电流大小做相应动作，进行涓流，恒流或者恒压控制。

K、电池电量检测

主控IC的V_DD可以作为电池电量的检测脚使用，节省I/0和外部电池电压检测分压电路。

L、充电放电回路

采用同步整流方式进行放电管理，可以有效地提高电能转换效率。

M、电阻网络

电阻网络用于移动电源应用于不同品牌的手机，不同厂家手机充电电流大小对此网络要求配置不尽相同。

N、输出电流采样电阻

移动电源给负载放电时，通过检测采样电阻之间的压差即可判断当前放电电流的大小，主控IC据此电流大小做相应控制。

O、自动负载侦测

当有负载自动插入时，此设置会唤醒系统，让系统进入工作状态给负载放电，省去再按下按键系统才给负载放电的麻烦。

■典型应用方案

●LCD显示方案

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