全面解析 電源管理芯片IP5306及應(yīng)用電路 ，主要分為以下幾個(gè)方面：

一、什么是IP5306

二、IP5306特性

三、IP5306引腳說(shuō)明

四、IP5306典型應(yīng)用電路

五、IP5305常見(jiàn)問(wèn)題

六、總結(jié)

一、什么是IP5306

IP5306是一款集成升壓轉(zhuǎn)換器、鋰電池充電管理、電池電量指示的多功能電源管理SOC，為移動(dòng)電源提供完整的電源解決方案。

IP5306的高集成度與豐富功能，使其在應(yīng)用時(shí)僅需極少的外圍器件，并有效減小整體方案的尺寸，降低BOM成本。 IP5306只需一個(gè)電感實(shí)現(xiàn)降壓與升壓功能。 可以支持低成本電感和電容。IP5306的同步升壓系統(tǒng)提供最大2.4A輸出電流，轉(zhuǎn)換效率高至92%。 空載時(shí)，自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)，靜態(tài)電流降至100uA。

IP5306采用開(kāi)關(guān)充電技術(shù)，提供最大2.1A電流，充電效率高至91%。 內(nèi)置IC溫度和輸入電壓智能調(diào)節(jié)充電電流，支持1、2、3、4 顆LED電量顯示。

二、IP5306特性

(1)同步開(kāi)關(guān)充放電

· 2.4A 同步升壓轉(zhuǎn)換,2.1A 同步開(kāi)關(guān)充電

· 升壓效率高達(dá) 92%

· 充電效率高達(dá) 91%

· 內(nèi)置電源路徑管理，支持邊充邊放

(2)充電

· 自適應(yīng)充電電流調(diào)節(jié)，自適應(yīng)適配器

· 支持 4.20/4.30/4.35/4.40V 電池

(3)電量顯示

· 支持 4,3,2,1 顆 LED 電量顯示

(4)功能豐富

· 按鍵開(kāi)機(jī)

· 內(nèi)置照明燈驅(qū)動(dòng)

· 自動(dòng)檢測(cè)手機(jī)插入和拔出

(5)低功耗

· 智能識(shí)別負(fù)載，自動(dòng)進(jìn)待機(jī)

· 待機(jī)功耗小于 100 μA

(6)BOM 極簡(jiǎn)

· 功率 MOS 內(nèi)置，單電感實(shí)現(xiàn)充放電

(7)多重保護(hù)、高可靠性

· 輸出過(guò)流、過(guò)壓、短路保護(hù)

· 輸入過(guò)壓、過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流放電保護(hù)

· 整機(jī)過(guò)溫保護(hù)

· ESD 4KV，瞬間耐壓 12V

(8)深度定制

· 可定制 I2C 接口，可靈活、低成本定制方案

· 定制型號(hào) IP5306_I2C

三、IP5306引腳封裝

圖 2 IP5306引腳封裝

四、IP5306典型電路圖

圖 3 IP5306簡(jiǎn)化應(yīng)用原理圖

圖 4 IP5306典型應(yīng)用電路圖

從該圖中我們看到該電路只使用了一顆1uH的電感，而且沒(méi)有看到傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)升降壓電路的續(xù)流二極管，可以猜測(cè)到 器件內(nèi)部是集成了MOS管進(jìn)行同步整流的。 這樣也提高了電能的轉(zhuǎn)換效率。

IP5306最多可以驅(qū)動(dòng)4顆Led燈用于電量指示和1顆照明Led。 對(duì)于電量指示，可以設(shè)計(jì)成小于等于4顆電量指示燈。另外此電路還有一顆照明Led燈珠D5，不需要的也可以省去。

IP5306可識(shí)別長(zhǎng)按鍵和短按鍵操作，不需要按鍵時(shí) PIN5 腳懸空。 電路中按鍵的功能如下：

(1)按鍵持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)于 50ms，但小于 2s， 即為短按動(dòng)作，短按會(huì)打開(kāi)電量顯示燈和升壓輸出。

(2)按鍵持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)于 2s， 即為長(zhǎng)按動(dòng)作， 長(zhǎng)按會(huì)開(kāi)啟或者關(guān)閉照明 LED。

(3)小于 50ms 的按鍵動(dòng)作不會(huì)有任何響應(yīng)。

(4)在 1s 內(nèi)連續(xù)兩次短按鍵，會(huì)關(guān)閉升壓輸出、電量顯示和照明 LED。

如果IP5306沒(méi)有焊接好，準(zhǔn)備更換IP5306時(shí)，需要特別注意：該芯片的GND是底部的焊盤(pán)，如果更換前，沒(méi)有給芯片底部焊盤(pán)加錫的話，用電烙鐵焊直接焊上去，可能底部沒(méi)有和PCB板上的焊盤(pán)接觸到，導(dǎo)致芯片上的GND沒(méi)有連接到PCB板上的GND，導(dǎo)致的結(jié)果就是測(cè)到的輸出電壓很低，只有2-3V，沒(méi)有了升壓。 原因是芯片底部GND與PCB之間脫焊所致。

五、IP5306常見(jiàn)問(wèn)題

1. 開(kāi)機(jī)半分鐘自動(dòng)休眠

官方手冊(cè)中提到，負(fù)載自動(dòng)檢測(cè)時(shí)間 TloadD 負(fù)載電流持續(xù)小于 45mA 32 s時(shí)，芯片會(huì)自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)。 但實(shí)際應(yīng)用中，此芯片個(gè)體差異很大，有部分芯片負(fù)載電流需要達(dá)到70mA以上才不會(huì)自動(dòng)休眠，對(duì)試產(chǎn)階段的產(chǎn)品很不友好。

解決方法：

1.在開(kāi)機(jī)時(shí)，對(duì)5腳KEY輸入50ms的脈沖，周期小于30S;

2.在芯片輸出端接入阻值較小的電阻(大小根據(jù)實(shí)際需要的電流確定)，使系統(tǒng)正常工作時(shí)電流足夠大。

2. 不斷關(guān)機(jī)重啟

芯片不斷關(guān)機(jī)重啟很可能是芯片檢測(cè)到過(guò)流或者短路引起的; 我曾在IP5306輸出端接過(guò)PMOS以實(shí)現(xiàn)后端的電源開(kāi)關(guān)，每次開(kāi)啟PMOS時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)不斷地關(guān)機(jī)重啟; 用示波器抓芯片輸出電壓并沒(méi)有持續(xù)的低電壓出現(xiàn)，后來(lái)以為是PMOS后端的大電容充電觸發(fā)了短路檢測(cè)，但是拆掉電容后情況依舊。

官方手冊(cè)過(guò)流及短路檢測(cè)說(shuō)明：

負(fù)載過(guò)流檢測(cè)時(shí)間 TUVD 輸出電壓持續(xù)低于 4.4V 50 ms;

負(fù)載短路檢測(cè)時(shí)間 TOCD 輸出電流持續(xù)大于 4A 150 200 us。

解決方法：

在PMOS柵極加了一個(gè)100K和100nF的電容，使PMOS開(kāi)啟需要的時(shí)間變長(zhǎng)，注意輸出后端大電容;

3.芯片燒毀

芯片提到可以提供多種充放電防護(hù)，所以我直接按照手冊(cè)把沒(méi)有保護(hù)板的電池接到了IP5306的電池腳，后來(lái)經(jīng)常出現(xiàn)機(jī)器用了幾周后芯片燒毀的情況，芯片所有管腳對(duì)地都出現(xiàn)低阻狀態(tài)，電池持續(xù)放電、發(fā)熱導(dǎo)致芯片燒毀，電池?fù)p壞。

官方手冊(cè)多重保護(hù)說(shuō)明：

輸出過(guò)流、過(guò)壓、短路保護(hù);

輸入過(guò)壓、過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流放電保護(hù);

整機(jī)過(guò)溫保護(hù);

ESD 4KV，瞬間耐壓 12V。

解決方法：

電池增加保護(hù)板，防止過(guò)沖過(guò)放，可以有效防止芯片燒毀。

六、總結(jié)

總的來(lái)說(shuō)，大多數(shù)充電寶電路板采用IP5306 作為主控管理IC，IP5306作為一款集成升壓轉(zhuǎn)換器、鋰電池充電管理、電池電量指示的多功能電源管理充電寶SOC，為移動(dòng)電源充電寶提供完整的電源解決方案。