海川半導體原廠出品的電管管理IC—SM5307，把升壓轉換器、鋰電池充電管理以及電池電量指示等這些關鍵的電源管理功能全都集成在一起，為移動電源和各類便攜式設備提供了一套完整的電源解決方案。

一、SM5307典型應用場景

便攜式設備

●移動電源、無線充電寶

●便攜式音箱、藍牙耳機充電倉

●手持醫療設備、戶外 GPS 設備

智能穿戴設備

●智能手表、運動手環

●無線耳機的充電管理模塊

IoT 設備

●低功耗傳感器節點（如環境監測設備）

●智能家居控制器（如智能門鎖、溫控器）

消費電子

●電子煙、小型無人機電池管理

●數碼相機、便攜式投影儀

二、SM5307核心功能設計指南

1. 充電系統設計

輸入適配

● 輸入電壓范圍：4.65V–5.5V（兼容標準 USB 5V 輸入），需選用支持 2.1A 輸出的適配器。

● D+/D- 配置：通過 DCP 引腳（6 腳）支持蘋果 2.4A 協議（D+=2.7V，D?=2.7V）和 BC1.2 規范，需設計 D+/D? 短接電路以滿足快充協議。

電池兼容性

● 支持 4.20V/4.30V/4.35V/4.40V 鋰電池（如三元鋰、磷酸鐵鋰），需通過外部電阻配置目標電壓。

● 涓流充電設計：當電池電壓低于 3.0V 時啟用涓流充電（200mA），需配置 NTC（5 腳）監測電池溫度，避免低溫/高溫充電。

效率優化

● 充電效率高達 91%（1MHz 開關頻率），需選用低 ESR 電容和功率電感（推薦 4.7μH 以上）。

2. 升壓放電系統設計

輸出配置

● 升壓輸出：VOUT（10 腳）固定 5V，最大電流 2.4A，適用于 USB-A/C 接口輸出。

● 紋波抑制：輸出電壓紋波 ≤100mV，需在 VOUT 引腳并聯 22μF 低 ESR 陶瓷電容。

負載管理

● 自動檢測：負載電流持續低于 45mA 時，32s 后自動關閉輸出（如移動電源閑置休眠）。

● 短路保護：支持輸出短路快速關斷，需確保 SW（9 腳）和 BAT（8 腳）間走線阻抗 ≤50mΩ。

3. 系統控制與接口

按鍵與照明驅動

KEY 引腳（7 腳）復用按鍵輸入和照明燈驅動：

短按（50ms）：喚醒系統或切換電量顯示。

長按（2s）：開啟/關閉照明燈（如手電筒功能）。

LED 驅動電流 17mA（照明）/6mA（顯示），需串聯限流電阻（如 120Ω@3.3V）。

電量顯示與低電報警

支持 1–4 顆 LED 顯示電量（2–4 腳），可通過分壓電阻配置電量閾值（如 20%/40%/60%/80%）。

低電量報警：當電池電壓低于 3.3V 時，LED 閃爍（頻率可調）。

4. 保護機制設計

輸入保護

● 過壓保護（OVP）：VIN >5.5V 時關斷充電。

● 過充保護：電池電壓超過目標值（如 4.4V）時停止充電。

輸出保護

●過流保護（OCP）：輸出電流 >2.4A 時觸發關斷。

●過溫保護（OTP）：芯片溫度 >125℃ 時關閉系統，遲滯 40℃（需優化散熱設計）。

電池保護

●過放保護：BAT 電壓 <3.0V 時禁止放電，避免電池損壞。

三、關鍵設計注意事項

PCB 布局建議

●功率路徑：VIN、BAT、VOUT 引腳需采用寬走線（≥1.5mm），并減少回路面積以降低 EMI。

●散熱設計：SW 引腳（升壓開關節點）下方鋪銅并開窗散熱，推薦使用 2oz 銅厚 PCB。

溫度檢測優化

●NTC 引腳（5 腳）需連接 10kΩ NTC 熱敏電阻（如 MF52AT），貼近電池表面安裝。

待機功耗控制

●電池待機電流僅 10μA，需確保 VIN=0V 時無漏電路徑（如反向保護二極管選型）。

兼容性測試

●D+/D? 切換需通過 USB-IF 認證測試（如 BC1.2、Apple 2.4A），建議使用專用協議測試工具。

四、典型應用電路示例

五、終端產品開發建議

快速原型設計：使用評估板驗證充放電曲線（如 0%~100% 充電時間、升壓效率）。

成本優化：選用國產4.35V高能量密度鋰電池（如ATL電芯），降低 BOM 成本。

用戶交互：通過LED呼吸燈效果提升用戶體驗（如漸變亮度控制）。

通過以上設計指南，SM5307 可高效應用于各類便攜式設備，兼顧高集成度、安全性和用戶體驗。

審核編輯 黃宇