CN3302外置MOS的,同時(shí)也是異步要加肖特基二極管,也意味著效率再80%左右,對(duì)于8.4V1A還好,8.4V2A也可以做到,但是溫度高得不能實(shí)際用于產(chǎn)品量產(chǎn)或者需要加散熱片才行,但是長(zhǎng)時(shí)間工作散熱片還是解決不了。
CN3302 EMC部分因?yàn)槭峭庵肕OS,工作頻率也需要外調(diào),在EMC認(rèn)證時(shí),需要工程師有很厲害的電源EMC經(jīng)驗(yàn),同時(shí)還要加磁珠和RC電阻等,比較難調(diào)出名。
PW4584A也是異步(肖特基二極管),內(nèi)置MOS,效率80多%,可以做8.4V1A
PW4253是同步(不需要肖特基二極管,)效率90-95%,可以做到8.4V2A
同時(shí)PW4584A和PW4253對(duì)于EMC過認(rèn)證因?yàn)榧啥雀叩膯栴},PW4584A一般只需要加電阻電容就可以,規(guī)格書有,PW4253更簡(jiǎn)單,不需要加外圍。
一、芯片概述與核心定位
PW4584A是一款異步升壓充電控制器,輸入電壓范圍3.6V-6V,專為兩節(jié)串聯(lián)鋰離子電池設(shè)計(jì),最大充電輸出可達(dá)8.4V/1A。其核心價(jià)值在于內(nèi)置智能自適應(yīng)輸入電流調(diào)節(jié)(Input Current Limit)環(huán)路,能自動(dòng)匹配不同負(fù)載能力的5V適配器(如5V1A, 2A, 3A),防止因充電電流過大而“拉掛”適配器,從源頭提升了系統(tǒng)的兼容性與穩(wěn)定性。
PW4253則是一款同步升壓充電管理IC,輸入范圍4.5V-5.8V,同樣支持兩節(jié)串聯(lián)電池充電,但輸出能力更強(qiáng),可達(dá)8.4V/2A。它集成功率MOS管,采用同步整流架構(gòu),將升壓充電效率提升至典型值95%。高效率直接意味著更低的功率損耗和芯片溫升,是解決“8.4V/2A太燙”問題的關(guān)鍵。
二、如何解決“難過EMC”問題?——以PW4584A的設(shè)計(jì)為例
EMC問題往往源于開關(guān)電源的高速切換噪聲。PW4584A的規(guī)格書提供了明確的PCB布局指南,這些是攻克EMC難題的實(shí)操關(guān)鍵:
關(guān)鍵路徑最短化 :輸入電容、功率電感(L1)、肖特基二極管(D1)、VBS引腳及BAT引腳形成的功率環(huán)路,必須采用短而寬的走線,以減小寄生電感和環(huán)路面積,從而降低輻射干擾。
元件緊靠布局 :輸入濾波電容(CIN, CF1)應(yīng)盡可能靠近芯片的VIN引腳,輸出電容(COUT)應(yīng)盡可能靠近BAT引腳。這能有效濾除高頻噪聲。
減少LX節(jié)點(diǎn)干擾 :LX引腳(開關(guān)節(jié)點(diǎn))連接電感、二極管和芯片內(nèi)部MOS,該節(jié)點(diǎn)電壓高速跳變,是主要噪聲源。布局必須保證 連接線最短,包圍面積最小 。規(guī)格書特別指出,在LX引腳增加RC吸收電路,能有效降低開關(guān)信號(hào)輻射。
強(qiáng)化接地與散熱 :芯片底部的散熱焊盤(Power GND)是功率地,必須通過多個(gè)過孔與PCB底層地平面可靠、大面積連接,這既是散熱通道,也是為噪聲提供低阻抗回流路徑,抑制共模干擾。
通過遵循以上設(shè)計(jì)規(guī)則,PW4584A方案能從硬件布局上最大化抑制EMI,為通過EMC測(cè)試奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
三、如何解決“8.4V/2A太燙”問題?——PW4253的高效方案
溫升過高的本質(zhì)是效率不足,功率損耗以熱能形式釋放。PW4253從以下幾個(gè)層面根本性改善溫升:
同步整流架構(gòu) :與PW4584A采用的異步架構(gòu)(需外接肖特基二極管)不同,PW4253 內(nèi)置同步整流管 。在續(xù)流階段,同步整流管的導(dǎo)通壓降遠(yuǎn)低于外部肖特基二極管,顯著降低了導(dǎo)通損耗,這是效率提升至95%的核心。
高達(dá)2A的充電電流能力 :在5V輸入、8.4V/2A輸出條件下,高效率直接轉(zhuǎn)化為更低的芯片自身功耗(Ploss = Pin - Pout)。更少的發(fā)熱量使得芯片在滿載工作時(shí)結(jié)溫(Tj)更容易控制在安全范圍內(nèi)。
完善的熱管理 :芯片內(nèi)部集成溫度調(diào)節(jié)環(huán)路。當(dāng)檢測(cè)到芯片溫度達(dá)到120℃時(shí),會(huì)自動(dòng)線性降低充電電流,從而控制溫升,實(shí)現(xiàn)熱平衡,避免因過熱而觸發(fā)關(guān)機(jī)保護(hù)(OTP, 典型值130℃),保證了充電過程的持續(xù)與安全。
四、典型應(yīng)用與選型指南
PW4584A典型應(yīng)用要點(diǎn) :
充電電流設(shè)置 :通過ICHG引腳外接電阻(RICHG)到地來設(shè)定恒流充電電流,公式為 ICC (A) = 1000 / RICHG (Ω)。例如,RICHG=1KΩ時(shí),ICC=1A。
NTC功能 :通過NTC引腳外接負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻網(wǎng)絡(luò),監(jiān)測(cè)電池溫度。高溫閾值(VNTCH)典型0.38V,低溫閾值(VNTCL)典型1.43V。若無需此功能,可將引腳浮空。
電感選擇 :推薦使用飽和電流足夠大的功率電感,例如規(guī)格書示例的4.7μH電感。
PW4253典型應(yīng)用要點(diǎn) :
充電電流設(shè)置 :通過IADJ引腳配置。引腳懸空(NC)時(shí),默認(rèn)充電電流為1.14A。如需增大電流,可外接電阻(RADJ)到地,關(guān)系式為:RADJ (KΩ) = 3 / (ICC - 1.14)。例如,欲設(shè)ICC=2A,則RADJ ≈ 3.49KΩ。
NTC功能 :若不使用NTC溫度保護(hù),必須將NTC引腳通過一個(gè)51KΩ電阻接地,不可浮空。
高效率組件 :其同步架構(gòu)對(duì)電感和輸出電容的要求與異步方案類似,但得益于高效率,系統(tǒng)整體的熱設(shè)計(jì)壓力更小。
五、對(duì)比與選型建議
| 特性 | PW4584A | PW4253 |
|---|---|---|
| 架構(gòu) | 異步升壓(外接肖特基二極管) | 同步升壓(內(nèi)置同步整流管) |
| 最大充電電流 | 8.4V /1A | 8.4V /2A |
| 典型效率 | 90% | 95% |
| 核心優(yōu)勢(shì) | 完善的EMC布局指南,智能輸入限流,適配器兼容性好 | 超高效率,溫升低,適合大電流充電應(yīng)用 |
| 解決痛點(diǎn) | 側(cè)重通過優(yōu)化PCB設(shè)計(jì)解決EMC難題 | 側(cè)重通過提升轉(zhuǎn)換效率解決發(fā)熱難題 |
選型建議 :
若您的應(yīng)用充電電流需求在1A左右,且對(duì)產(chǎn)品認(rèn)證中的EMC性能尤為關(guān)注,PW4584A及其詳盡的布局指南是您的優(yōu)選。
若您需要更大的充電電流(如2A),且深受 散熱問題困擾 ,追求更快的充電速度和更涼快的用戶體驗(yàn),那么PW4253的高效同步方案將是更合適的答案。
這兩款芯片均代表了平芯微在電源管理領(lǐng)域的深耕,通過不同的技術(shù)路徑,為工程師解決了雙節(jié)鋰電池充電方案中的經(jīng)典難題。在設(shè)計(jì)時(shí),請(qǐng)務(wù)必參考最新版官方規(guī)格書,并嚴(yán)格按照其推薦進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和PCB布局。
審核編輯 黃宇
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