TP4120便携式 USB 风扇控制芯片

概述TP4120是一款便携式USB风扇控制芯片。芯片内部集成了充电管理功能、升压管理功能、保护功能、按键控制以及档位指示功能等为采用锂电池供电的便携式 USB风扇应用提供了单芯片的解决方案。TP4120采用线性充电技术固定充电电流为800mA。同时支持涓流充电和恒温充电模式具有充电及充满 LED指示功能。TP4120支持5V/6V/7V三档升压输出可以通过按键进行三档输出切换。TP4120集成了档位LED指示和手电筒功能。TP4120具有多种档位切换模式可以通过 MODEA 和MODEB脚接高低电平来配置以满足多种应用需求。TP4120集成了多种保护功能以保证系统的稳定和可靠。包括过温保护、过充与过放保护、输出过压保护、输出短路保护等。同时 TP4120应用电路简单,只需很少元件便可实现便携式充电风扇完整方案极大的节省了系统的成本和体积。特点充电电流: 800m A输出电压5V/6V/7V三档升压输出支持多种按键方式可进行配置充电指示灯三档位状态指示灯锂电池电量指示支持手电筒功能最大50uA待机电流智能温度控制与过温保护集成输出过压保护、短路保护集成过充与过放保护系统成本低封装形式SSOP-16L应用便携式USB风扇典型应用电路管脚管脚描述极限参数注1推荐工作范围应用说明恒温工作模式TP4120内部集成了温度反馈环路工作时如果芯片内部的温度升高到120℃(表面80℃左右)充电或升压输出电流会随着芯片的温度升高而降低从而减小系统功耗降低温升由于温度反馈控制IC会进入恒温模式而不用担心损坏IC或者过高温度时强行关闭 IC。充电模式如果充电之前锂离子电池电压低于2.9V为了保护电池TP4120工作在涓流充电模式此时充电电流为80mA当电池电压达到 2.9V以后TP4120进入恒流充电模式充电电流为800mA当电池电压达到4.2V后TP4120工作在恒压充电模式此时 BAT电压恒定充电电流逐渐减小当充电电流减小为80mA时充电过程结束充电电流降为零。电池低电量提示和保护启动时当BAT电压大于3.2V时,升压电路开始工作。正常工作后当电池电压低于3.2V时相应档位的LED灯由常亮变为 2Hz频率闪烁提示电池需要充电。当电池电压继续降低至2.9V时则升压输出关闭TP4120进入低电流待机模式。MODEA/ MODEB模式配置通过MODEA和MODEB脚接BAT/GND高低电平可以设置TP4120的档位切换模式KEY1和KEY2按键功能、LED 指示灯和手电筒功能。具体的功能如下表所示电量指示功能TP4120支持电量指示功能。在MODEAGND, MODEBGND模式下短按KEY2按键后LED1~LED3开始显示电池电量持续 2S后LED1~LED3切换回风扇档位指示功能。LED显示与电池电量关系如下表充电指示灯TP4120具有充电指示功能。当VDD外接充电器进行充电时LED4以1HZ频率闪烁当电池充满电后LED4保持常亮。边充边放功能TP4120支持边充边放功能。在充电器接入时风扇仍然可以正常升压换挡按键功能与不充电时的按键功能一致。手电照明输出LIT端可以驱动LED灯用于手电筒照明,最大驱动电流为40mA ,可以给LED灯串联电阻减小驱动电流。保护功能TP4120集成了过充保护、过放保护、温度保护、输出过压保护、输出短路保护等多重保护机制另外可以在VDD与地之间加一个稳压管 ZD以避免VDD输入电源纹波太高如果需要电池防反接保护可以外加防反接保护MOS。元件选择1、风扇输出纹波较大输出电容不能太小建议使用22uF贴片电容和100uF电解电容并联贴片电容选择质量较好的低 ESR的贴片电容。2、输出电感的饱和电流需大于3A否则因电感饱和可能会导致芯片工作不正常。3、续流二极管选择低正向导通压降的肖特基二极管建议使用SS34。PCB设计参考1、地线铺开面积要尽量大其它不重要的线都可以绕开以满足地线需要2、建议在芯片BAT脚和电感旁边各放置一个10uF的电容有成本考虑的话建议电感旁边放置10uF而靠近芯片BAT脚放置 1uF电容如果只放一个BAT电容必须保证电容位置既要靠近芯片又要靠近电感无论放几个电容一定包保证电容的地线尽量接在大面积地线上不要经过较小的地线再到芯片和大面积地3、输出电容尽量靠近芯片其地线尽量接在大面积地线上不要经过较小的地线再到芯片和大面积地4、电感需靠近BAT电容电感和BAT电容以及芯片尽量在同一层而不要过过孔电感到SW的走线尽量短而粗。5、续流二极管的正极必须尽量靠近芯片的SW脚同时输出电容必须尽量靠近续流二极管的负极以减少SW和续流二极管端的寄生电感从而减小 SW的开关尖峰。