[讨论] 英集芯IP2368充电管理工作原理以及设计要点

luz   2023-2-22 18:09 楼主

IP2368是一款支持 PD3.0  等多种快充输入输出协议、支持 2~6  节串联电芯
集成升降压驱动  最大充放电功率 100W  的电源管理芯片。

   image.png

原理图如上图所示:

外围电阻可以配置,充电电流,电池容量,电池电压,电池串数,电池类型(磷酸铁锂或者三元)

工作原理为芯片控制外部的四个mos管进行升压和降压,或者升降压,外置电流采样电阻实现,控制充电电流,外置检查VBUS,VBAT电压的管脚。

升压模式工作如下图

image.png

第一阶段为电感充电,电流走向为绿色画框部分, Q2管常开,Q3管常闭。Q4关闭,Q5打开。

第二阶段为电感放电,电流走向为红色画框部分,Q2管常开, Q3管常闭。Q4打开,Q5关闭。

降压模式工作如下图。
image.png

第一阶段为电感充电,电流走向为红色画框部分, Q4管常开,Q5管常闭。Q2打开,Q3关闭。

第二阶段为电感放电,电流走向为绿色画框部分,Q4管常开, Q5管常闭。Q2关闭,Q5打开。

升降压模式为电压相近的时候,四个开关管同时工作。

 

PCB设计注意事项

1~3脚一般为悬空。

4脚,INT功能或者LED3功能,按照需求连线,注意连线的时候不要把芯片背面GND分隔开,导致其他配置电阻与芯片的AGND回路太长。

5脚 芯片快充指示灯。布线注意不要干扰其他线路走线。

6脚,7脚,NC悬空。

8脚,10脚,检测VBUS端控制MOS的电流,如果输出功能时候,负载短路,关闭路径MOS管,布线的时候8脚和10脚走差分走线,连接到芯片的DS两端,9脚不要走在8脚和10脚中间。

如果不用检测过流功能,8脚和10脚短路后连接到靠近TYPEC口的电容即可,9脚悬空。

11脚AGND和12脚VIN,如下图所试电容靠近芯片,电容的GND在正面回到芯片的AGND。

image.png

13脚,14脚,检测输入端电流采样电阻的电压,走差分走线,开尔文连接到电流采样电阻,并接上RC滤波连接到芯片。

image.png image.png

15脚也要靠近14脚的走线,从电阻内部走线连出。

16脚HG1,上管MOS驱动管脚,注意预留驱动电阻,走线有调节就进行包地处理。

17脚BST,自举电容,自举二极管管脚,注意靠近芯片放置,18脚LX,BST管脚都是有高频走线的,尽量短,这样EMI容易过。

19脚到27脚与18搭到12脚是对称的,注意现象一致,不在过多赘述。

28脚NC

29脚VCC5V,32脚VCCIO注意电容靠近芯片,电容的GND回到芯片30脚AGND的距离要近,最好从顶层出来。

33~36功能配置管脚,注意打过孔,电阻的参考地是芯片的AGND。

37脚NTC注意使用引线NTC,并加上104电容。

38~41脚,TYPEC通讯管脚,注意走线时候不要把背面GND隔开,可以走外围。

42,43脚,LED灯控制或者IIC通讯管脚,注意走线时候不要把背面GND隔开,可以走外围。

44,45脚NC。

46脚,47脚,预留配置电阻。

48脚NC。

 

功率部分布线注意事项

image.png  

板子上面存在不同的器件同时存在的时候,要单独铺地,最后在电池B-或者P-集合。

附上参考PCB。

帖子加上文档只讲了芯片1/5的功能,如果需要更加详细的功能,可以在评论下方咨询。

 

 

本帖最后由 luz 于 2023-2-22 18:07 编辑

回复评论 (10)

嘉立创EDA PCB文件

点赞 (1) 2023-2-22 18:12

楼主是厂家吧

资料分享的比较透明

点赞  2023-2-22 18:55

我在调试IP2368_I2C_COUT这款芯片的时候遇到一个问题,拔掉充电器之后,IP2368会输出4.5V左右的电压到VBUS。

点赞  2023-5-31 23:32

型号:IP2368_NACT 

问题:当提前将TYPEC口和手机连接然后BAT开始供电,会遇到“TypeC Sink 输入连接标志位”置为1

点赞  2023-9-28 14:16
引用: ayueying 发表于 2023-9-28 14:16 型号:IP2368_NACT  问题:当提前将TYPEC口和手机连接然后BAT开始供电,会遇到“TypeC Sink ...

感觉是因为手机的反向放电导致的,不能IP2368_NACT 不能正确识别成放电状态

点赞  2023-9-28 14:18

真的是好文,好可惜没有早点看到,走了很多弯路,这些芯片的引脚没有厂家的人讲一讲,真的猜不到设计意图的,楼主这个板子布线是不是注意这些内容就够了,还有4/5的功能是关于功能上的吗,还有走线注意的吗?

点赞  2023-10-4 10:14
IP2368可以边给电池充电边给外部设备供电吗
点赞  2023-11-14 15:41

普通5V电压输入, 无法充电可能是有哪些原因。或者说必须要用带协议的充电器才能充电

点赞  2023-12-30 23:16

 

IP2368_DEMO_V1.4.5.zip 这份Demo的PCB Layout并没有按照你文章中的建议走线呢

点赞  2024-1-31 09:55

你发的pcb文件用ad打开提示损坏。。嘉立创也无法导入。

点赞  2024-3-10 15:11
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