一、 概述FM5010F是一款应用于移动小风扇集成了锂电池充电管理三种档位电压输出 以及相应状态 LED指示的集成电源管理 IC。FM5010F是以线性方式进行充电 包含 涓流充电恒流充电和恒压充电全过程的充电方式浮充电压精度在全温度范围可达 ±1%。FM5010F的 DC-DC升压可达到 ±3%的精度可以提供高达 90%的升压转换效率延长电池使用时间。FM5010F可支持 2个按键控制及手电筒功能同时 配置了 2个 LED驱动端口可驱动 4个 LED显示工作状态包括放电升压 1档 2档 3档和充电指示灯 。FM5010F放电驱动小风扇的输出电压分别为 4.7V 5.5V 6.5V。FM5010F具有多重保护设计包括负载过流保护软启动保护输入过压保护输出短路保护芯片温度保护等。同时芯片端口设计了高性能的 ESD保护电路使得该款芯片具有极高的可靠性。FM5010F目前提供 eSOP8L的封装形式。二、 产品特点◆ 同步整流升压升压部分 无需 MOS或二极管◆ 外围电路简单 仅需三颗陶瓷电容。◆ 低待机电流小于 60uA◆ 充电浮充电压精度 ±1%充饱电压可选择 4.2V和 4.35V◆ 支持单按键和双按键模式 同时支持手电功能◆ OUT输出 有 过流短路保护◆ 四 灯 和双灯 状态显示方式◆ 封装形式 eSOP8L三、 应用领域◆ 移动 小风扇四、 典型应用电路五、 引脚示意图及说明六、 极限参数和推荐工作状态七、 状态转换图八、 功能描述◆ 充电管理1. 充电功能芯片采用线性方式 对电池进行涓流、恒流、恒压三段式充电。当电池电压低于 VTRKL时进行涓流充电当电池电压高于 VTRKL时进行恒流充电当电池电压接近 VBAT-REG时进行恒压充电此时充电电流开始逐渐减小当电流减小到 IFULL时判断电池已经充饱芯片终止充电待电池电压降低到 VRECHG后进行再次充电 (Recharge)。2. 充电电流设定充电电流由内部电路设定为恒流 IVIN-CHG 涓流充电为 ITRKL当输入供电不足或芯片温度过高时IVIN-CHG会下降。3. 充饱电压设定芯片默认充饱电压为4.20V内部烧写可设置充饱电压为 4.35V4. 充电软启动功能当电池直接进入恒流充电时芯片 会控制充电电流逐渐增大到设定值避免了瞬间大电流冲击引起的各种问题。5. 输入过压保护输入电压过高超过VIN-OVP时芯片会控制关闭 OUT输出防止接在 OUT的便携设备因为过压而损坏输入电压正常后状态解除。◆ 升压功能FM5010F具有同步升压功能可将单节锂电池电压升压到一档 4.7V 二档 5.5V 三档 6.5V输出给风扇负载供电。1. 升压软启动功能芯片有升压软启动功能在启动升压时峰值 电流会逐渐增加保证系统工作的稳定。2. OUT放电功能待机状态单击S1可进入 OUT放电状态此时芯片控制电池对 OUT升压放电。3. 输出过流保护当负载电流增大使输出电压低于VLOAD-OCP且维持时间超过 TOCP-OFF则系统启动负载过流保护功能芯片关闭 OUT的输出通路经过一段时间后进入待机状态。4. 输出短路保护当负载短路时 维持时间超过 TSTP-OFF芯片进入短路判断状态若短路移除则芯片重新启动升压若经过 TSTP-DLY时间后短路状态仍未解除则芯片关闭输出进入待机状态。5. 低电量提示功能当电池电压已经低于VLED-LOWB后档位灯 D1或者 D2或者 D3以 FLED-LQWB频率开始闪烁表示系统内部电池电量不足需要充电。电池继续放电当电压低于 VBST-UVLO时升压系统关闭延时TP-OFF后系统进入待机状态。◆ 保护 及其它 功能1. 充电 时 OUT短路保护当充电时OUT发生短路芯片会关闭 OUT输出档位指示灯熄灭 充电状态指示灯指示充电OUT短路解除后 需要重新按键启动输出 。2. 芯片温度保护当芯片内部温度超过TEMPOTL时芯片进入限温保护 状态如果在充电则减小充电电流如果在升压则降低输出电压。 如果芯片温度继续升高到 TEMPOTP则芯片进入 过温保护关闭充电和升压输出待温度降低后恢复充电升压需再次手动启动。3. 按键和手电控制功能参考功能状态图4. 其它可选功能a) 一档 二档 三档 关机 长按开关手电功能也可选择长按无功能。b) 三档 二档 一档 手电或关机。c) 充饱电压可选 4.2V或 4.35V5. 风扇 LED灯显示 2个灯的模式交替闪总周期为2S九、 应用说明1. 电容的选择CVIN CBAT COUT电容为滤波电容可使用陶瓷电容耐压选择 10V 优先 增大 COUT和 CBAT会使系统更加稳定如果针对输出更大电流的方案要将电容值相应增大。任何情况下选择质量较差的电容都可能会引起整个系统性能下降使用寿命缩短甚至无法正常工作所以请慎重选择电容。2. 电感 L1的选择推荐使用2.2uH的屏蔽电感也可使用非屏蔽电感降低成本。3. 升压带载测试如果OUT接大电容负载某些型号的负载仪电容非常大有可能误判短路保护。用电压源 模拟电池时各种型号电源的瞬态响应不同电源线的阻抗也可能比较大在升压带 CC或 CR负载或者带负载启动时也有可能出现短路保护的情况。实际应用时由于接的是 电池 CC或 CR的情况会改善。4. 电池防反接 功能如需电池防反接功能可参照应用图中U3用一 个 NMOS实现如不需要此功能可以去掉电池负端与芯片地相连。如需串联保护 IC也可接入应用图中没有具体画出。十、 PCB布局注意事项1. 大电流回路大电流回路指开关时走大电流的器件和走线在此系统中由L1 CBAT COUT及他们之间的连线构成他们的布线要尽量宽和短高频开关电流不连续通路不要过通孔即 L1 CBAT COUT必须在 PCB的同一面 且要放在一起 。 灯和按键走线要远离 SW和电感以免 受到 干扰。2. OUT和 GND(PGND)芯片的 OUT和 GND引脚分别是芯片驱动部分的电源和地在开关工作时会有瞬间大电流流入和流出因此 画 PCB时 COUT要尽量靠近芯片的 OUT和 GND引脚 OUT和 GND分别单独引 宽 线到 COUT的正端和负端中间不能穿过大电流回路布线尽量宽和短尽量不要过通孔。 COUT的负端 CBAT的负端 GND尽量靠近不要过孔。 马达座子尽量靠近 COUT和芯片有刷电机建议 OUT端走线控制在10mm以内。3. BAT引脚充电情况下BAT会提供 600mA左右电流给电池所以 BAT到电池的 走 线不宜太细 。十一、 封装信息 eSOP8L