FP5217是非同步升压驱动IC,内置NMOS 30V/8A/15mΩ,输入低启动电压2.8V与宽工作电压5V~24V,单节锂电池3V~4.2V 应用 ,将Vout接到HVDD Pin;精准的反馈电压1.2V,软启动时间由外部电容调整,工作频率由外部电阻调整;过电流保护芯片内部 NMOS,检测电感峰值电流,检测电阻 Rcs连接SWS与GND之间,CS pin检测Vcs 。
特色
➢启动电压 2.8V
➢工作电压范围 5V~24V
➢可调输出电压高 26V
➢反馈电压 1.2V (±2%)
➢关机耗电流小于 3μA
➢可调工作频率 200kHz~1000kHz
➢可调软启动时间
➢输入低电压保护(UVP)
➢可调过电流保护(OCP)
➢过温保护(OTP)
➢内置 30V/8A/15m MOSFET (峰值电流 10A)
➢封装 TSSOP-14L(EP)
应用范围
➢蓝牙音响
➢充电器
➢移动电源
➢携带式产品
功能说明
a. 软启动
SS Pin 接电容到地,可以调整软启动时间;当IC 启动时,利用软启动限制PWM占空比大小,让占空比慢慢打开,避免瞬间输入涌浪电流过大;内部定电流3.5μA对外部电容充电。
b. EN 开关控制
EN Pin透过分压电阻连接到 Vin,可以调整FP5217开启与关闭电压,当EN超过1.5V开启,EN低于 1.3V关闭,迟滞电压0.2V可以避免IC反覆开关;EN低于1.3V时SWD PWM 讯号、VDS电压都会被关闭,HVDD 耗电流小于3μA;若不设定开启与关闭电压,EN 与 Vin之间接200kΩ,此外EN Pin不能空接(悬空)。HVDD电压低于5V,不能使用分压电阻接到 Vin 控制EN开关,例如单节锂电池,输出端接到HVDD,当EN关闭,输出不升压,HVDD 会低于 5V 。
c. 工作频率
RT Pin 与地之间接电阻调整工作频率,频率范围 200kHz~1000kHz,对应电阻100kΩ~17kΩ;此外RT Pin不能空接(悬空) 。
d. 过电流保护
过电流检测电阻RCS连接SWS端与地之间,内部NMOS打开电感电流通过RCS产生VCS,CS检测VCS峰值电压,以下公式计算RCS,0.085V是CS检测电压下限值,ILP 是电感峰值电流,常数1.3是提供30%的误差范围,避免RCS、电感、频率误差,而误触发过电流保护。当触发过电流保护,SWD占空比会缩小,限制电感电流,避免内部NMOS损伤。
e. 过温保护
当IC内部芯片温度达到150℃时,会将IC关闭,等温度降低到120℃再恢复升压。
应用说明
a. 输入低电压应用
输入电压低于5V,象是单节锂电池应用,将HVDD Pin接到Vout,如果Vout=5V~8.5V,也将VDS Pin接Vout;双节锂电池6V~8.4V,HVDD可以接Vout,也可以将电池接到HVDD与VDS,可以提升转换效率;输入高于8.5V,HVDD 接输入,VDS不接输入。
b. 电感计算
电感值计算公式,Vin输入电压,Vout输出电压,Fs工作频率,Iout(max)输出大电流,Eff转换效率,r电感峰对峰值ΔIL与电感平均电流的比例(一般设定在0.3~0.5)。举例:Vin=12V、Vout=20V、Iout=3A(max)、Fs=300kHz、Eff=93%、r=0.3,代入公式求得电感L=10μH或15μH。
c. 电容与萧特基选用
MLCC陶瓷电容选用X5R,X7R材质,不建议使用Y5V材质(内阻高,电容值随温度变化大);萧特基选用低导通电压,平均电流大于输入与电感峰值电流,耐压大于输出电压的1.5倍。
d. 输出电压设定
输出端到FB接R11,FB到地接R12,输出电压计算公式如下,1.2V是FB反馈电压。
e. 布板说明
1.大电流路径走线要粗,铺铜走线佳 。
2.开关切换连接点IC1的 SWD连接L1与D1,走线要短与粗,铺铜走线佳。
3.输入电容C6靠近HVDD与GND Pin,达到稳压与滤波功效。
4.分压电阻R11/R12靠近FB与GND Pin。
5.FB Pin分压电阻R11/R12走线远离开关切换点L1、IC1的SWD与D1,避免受到干扰。
6.R5,C4,C13靠近COMP与GND pin 。
7.输入电容C1,C2的地、输出电容C7,C8与RCS的地,铺铜走线,上下层地多打洞连接。
8.输出电容C7,C8的地一定要靠近RCS的地,可以降低开关切换突波,降低输出高频噪声。
9.RCS一定要靠近SWS与GND pin,CS Pin透过R13走底层连接线到RCS+,可以增加过流保护侦测上的准确度。
10.板子多余空间建议铺地。
f. EMI 对策
R9与C9两者靠近,且要靠近IC的SWD与SWS Pin;R10与C10两者靠近,且要靠近D1 ;输出L2磁珠规格如下;输出电容C8的地一定要靠近Rcs的地,Rcs的地一定要靠近IC的地。
常见问题
a. 输出电压不准确
输出电压设定值与应用板测试值差异大,分压电阻R11,R12要靠近FP5217的FB与GND Pin,若GND 无法靠近,在R12的地与FP5217的GND旁边需上下层多打洞连接且铺铜走线使阻抗降低。
b. 过电流保护误动作
设定过电流保护值与应用板测试值差异大,侦测电阻RCS要靠近FP5217的SWS与GND Pin,且CS Pin 透过22R走线连接靠近RCS正端,才是真正RCS两端跨压。
c. HVDD电压低于5V,不能使用R3 、R4控制EN开关
HVDD电压低于5V,不能使用R3 、R4分压电阻连接Vin与EN,设定EN开启与关闭电压,例如单节锂电池输入3V~4.2V,HVDD是接输出电压,当Vin降低EN关闭,输出不升压,HVDD趋近Vin,就会低于5V。
d. 加入EMI对策元件,IC 温度升高
EMI对策元件R9=1.5Ω、C9=1nF、R10=1.5Ω、C10=2.2nF会让内部NMOS开关切换损耗增加,造成温度升高,增加铜箔面积、增加铜箔厚度,可以帮助散热;或者降低工作频率,降低NMOS开关切换损耗,工作频率降低电感峰值电流会增加,使得NMOS导通损耗增加,加大电感值降低电感峰值电流,参考以上应用说明中b.电感计算,r设定在0.3代入公式求得电感值。
e. 芯片保存与生产贴片注意事项
1. 当IC在真空包装内,且储存的温度低于40℃/湿度低于90%RH的时候,可以存放12个月。
2. 真空包装打开之后,a)且仓库在低于30℃/60%RH时,请于168小时内使用完毕, b)若不使 用时,请先存放在低于10%RH的环境中。
3. 开封后要使用IC前,若室温23±5℃时,而湿度指示卡的湿度指示超过10%RH(如下图湿度 指示从棕色变成淡蓝色) ,即表示不符合3a or 3b等级,此时须进行烘烤。
4. 烘烤条件须于125±5℃温度下烘烤24~48小时。
5. 强烈建议芯片只做一次高温贴片流程(IR Re-flow Soldering) ,若非得再做插件元件波峰焊
(Wave Soldering) ,一定要控制存放环境湿度;拆掉真空包装后,立即将全部芯片打件完
成,避免水气湿度影响 ,若没有使用完芯片, 请依照上述第2点