【应用】5V/2A输入的OTP单片机LDR5208应用于移动电源,具有效率高、纹波小、系统安全性、稳定性高的特点

2022-10-11 乐得瑞
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本方案采用乐得瑞自主研发的OTP单片机LDR5208作为系统主控芯片应用于移动电源,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、LED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
◆集监测电池充放电管理芯片、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
◆休眠模式电流小于1μA
◆封装形式:SOP16


●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、LED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,LDR5208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。LDR5208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LED/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LED灯/数码管的点亮熄灭或LED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VDD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

●LED显示方案



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