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LGS5600DA

1A 锂电池线性充电 集成1.5V/2A 同步降压DCDC

SKU: LGS5600DA 分类: 标签: , Brand:
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商品封装:DFN2*2-8
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其他信息

重量 0.039 克
商品封装

DFN2*2-8

包装方式

编带

商品毛重(克)

0.039

商品目录

充电管理芯片

功能类型

线性充电+升压型

工作电压(V)

4.5~5.5

最大充电电流(A)

1

充电饱和电压(V)

4.2

工作温度

-40℃~+125℃@(TJ)

电池节数

1

电池温度检测

支持

输出电压(V)

5

静态电流(Iq)

2uA

开关管(内置/外置)

内置

输出电流(A)

0.8

最小包装(pcs)

3000

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棱晶半导体 LGS5600 16V 耐压 / 1A 锂电充 + 1.5V/1.5A 降压 充放一体芯片

LGS5600 是棱晶半导体推出的超低功耗锂电充放一体电源管理芯片,提供 ESOP8 和 DFN2×2-8 两种封装(均带底部散热焊盘),集成16V 耐压 / 1A 可配置线性锂电池充电器1.5V/1.5A 同步降压转换器,专为 **USB 充干电池(替代 1.5V AA/AAA 电池)** 设计。芯片支持锂电充电电压 / 电流外部电阻配置、JEITA 标准温度自适应调节、充放电状态单 / 双灯指示,待机静态电流低至 3μA 以内,降压效率最高达 90%,内置完善的充放电保护,外围器件极简,适配便携式 USB 充干电池、锂电转 1.5V 干电池替换场景。

一、核心产品特性

(一)集成充放一体,一芯替代传统干电池

  1. 充电通道:线性锂电池充电器,额定输入 4.5V~5.5V(USB 供电),瞬态耐压 16V,充电电压支持 4.2V/4.3V/4.35V/4.4V 外部配置,充电电流支持 400mA/600mA/800mA/1000mA 四档外部配置,最大充电电流 1A;
  2. 放电通道:同步降压转换器,由锂电池供电,默认固定输出 1.5V(可定制 2V 版本),最大输出电流 1.5A,开关频率典型 1MHz,降压转换效率最高达 90%,无负载时自动进入超低功耗模式;
  3. 边充边放功能:锂电池充电电压升至 3.2V 以上时,降压通道自动开启输出,实现充电的同时为负载供电(边充边放时降压带载能力略有下降)。

(二)智能锂电充电,符合 JEITA 标准

  1. 四阶段充电流程:芯片根据电池电压自动执行短路充电→预充电→恒流充电→恒压充电,充电电流逐级适配,防止深度放电电池快充损坏,充电截止电流典型 90mA,充满后电池电压降至 95.7% 浮充电压时自动复充;
    • 短路充电:电池电压<2.2V,以 5% 预设充电电流唤醒;
    • 预充电:2.2V<电池电压<2.9V,以 10% 预设充电电流恢复;
    • 恒流充电:电池电压>2.9V,以预设满额电流快充;
    • 恒压充电:达到预设浮充电压,保持电压恒定,电流逐渐下降至截止值后停止充电。
  2. 温度自适应调节:支持 NTC 电池温度检测,完全符合 JEITA 锂电充电标准,根据电池温度自动调节 / 停止充电,避免高低温充电损坏电池;
  3. 过热电流调节:充电过程中芯片内置过温环路,结温升高时自动降低充电电流甚至短暂关闭充电,防止芯片过热。

(三)电压 / 电流灵活配置,适配多规格锂电

充电电压和电流均通过外部 1% 精度电阻实现无引脚配置,利用指示灯引脚分时复用为配置端,无需额外功能引脚,简化外围设计:
  1. 充电电压配置:通过 LED1(VSET)引脚外接电阻配置,10KΩ 对应 4.2V、100KΩ 对应 4.4V,中间阻值适配 4.3V/4.35V;
  2. 充电电流配置:通过 LED2(ISET)引脚外接电阻配置,≤20KΩ=400mA、22KΩ=600mA、24KΩ=800mA、≥26KΩ=1000mA;
  3. 配置一次锁存:芯片上电后自动检测 VSET/ISET 引脚电阻并锁存充电参数,重新配置需断开输入和电池后再次上电。

(四)超低功耗,适配长时间待机

  1. 极致待机功耗:芯片整体待机静态电流低至 3μA 以内,降压通道无负载时自动进入超低功耗模式,锂电池端工作静态电流仅 2μA,大幅降低锂电池自耗,支持长时间待机;
  2. 低阻降压设计:降压通道集成上下功率 MOS 管,上管导通电阻典型 105mΩ、下管 35mΩ,降低导通损耗,保证大电流放电效率。

(五)灵活状态指示,单 / 双灯自动识别

芯片集成充电状态指示功能,LED1/LED2 引脚分时复用为指示灯驱动和参数配置端,上电后自动检测外接 LED 数量,适配单 / 双灯两种指示方案,指示逻辑清晰:
工作状态 单灯(仅 LED1) 双灯(LED1+LED2)
充电中 1Hz 闪烁 LED1 亮 / LED2 灭
充满 常亮 LED1 灭 / LED2 亮
放电中 LED1 灭 / LED2 灭
电池未接 闪烁报警 闪烁报警
  • 指示灯驱动电流典型 2mA,使用时需外接限流电阻。

(六)完善保护机制,充放电双重防护

芯片为充电、放电通道分别设计保护功能,全链路自恢复,防止芯片和锂电池损坏:
  1. 充电通道保护:输入过压保护(7V)、电池短路保护、NTC 温度保护(超 60℃/ 低于 0℃停止充电,0~10℃减半充电电流)、芯片过温保护(150℃关断 / 120℃恢复);
  2. 放电通道保护:逐周期过流限流(典型 1.5A)、输出短路保护、芯片过温联动保护(与充电通道共享全局热保护);
  3. 全局保护:全端口 ±2000V HBM ESD 防护,DFN 封装额外做 CDM±500V 防护,抗静电能力强。

二、关键电气参数(典型值,℃)

通道 参数项 规格值 测试条件 / 备注
充电通道 推荐输入电压 4.5V~5.5V USB 供电
最大输入耐压 16V 瞬态浪涌
充电电压范围 4.2V~4.4V 外部电阻配置
充电电流范围 400mA~1000mA 四档外部配置
短路充电阈值 2.2V 电池电压<2.2V
预充电阈值 2.9V 2.2V<电池电压<2.9V
充电截止电流 90mA 恒压阶段截止
输入过压保护 7V 关断充电
放电通道 输入电压范围 2.9V~4.5V 锂电池供电
额定输出电压 1.5V(可定制 2V) 固定输出
最大输出电流 1.5A 短路限流 1.5A
开关频率 1MHz PWM 模式
降压最高效率 90% -
电池端静态电流 2μA 无负载
全局参数 整机待机电流 ≤3μA 超低功耗
过温保护 150℃(关断)/120℃(恢复) 结温,自恢复
LED 驱动电流 2mA 需外接限流电阻
NTC 温度检测 支持 JEITA 标准 0℃/10℃/45℃/60℃阈值

三、引脚功能(ESOP8/DFN2×2-8 双封装,引脚分时复用)

芯片共 8 个功能引脚(DFN 封装 VH 引脚为双引脚并联),LED1/LED2 分时复用为充电参数配置端和状态指示端,底部散热焊盘(EP/Exposed Pad)接 GND,核心引脚功能如下(统一按功能分类,区分封装差异):
功能分类 引脚名称 ESOP8 引脚 DFN8 引脚 核心功能与使用说明
充电配置 / 指示 LED1(VSET) 7 2 ①充电状态指示 1,单 / 双灯方案均用;②充电电压配置端,外接 1% 精度电阻设定浮充电压
LED2(ISET) 1 8 ①充电状态指示 2,双灯方案用;②充电电流配置端,外接 1% 精度电阻设定充电电流
电源输入 / 电池 VIN 2 7 USB 充电输入引脚,接 5V USB,需贴 10μF 陶瓷电容到 GND,建议串 1KΩ 泄放电阻
VH 5 3/4(并联) 锂电充电输出 / 降压输入引脚,接锂电池正极,需贴 20μF 陶瓷电容到 GND
降压输出 / 开关 VL 3 6 降压固定输出引脚,默认 1.5V,需贴 20μF 陶瓷电容到 GND
LX 4 5 降压开关节点,外接功率电感,连接 VH 与 VL 之间
检测 / 空脚 NTC 8 1 电池温度检测引脚,接 NTC 热敏电阻,禁用则悬空 / 接地
NC 6 - 空引脚,悬空即可
接地 / 散热 GND(EP) 底部 EP 底部散热焊盘 芯片地,大面积覆铜并打多过孔接地,提升散热和导电效率

四、核心设计要点

(一)充电电压 / 电流配置(外接 1% 精度电阻)

  1. 充电电压(VSET 引脚):通过外接电阻RVSET​设定,典型配置:RVSET​=10KΩ→4.2VRVSET​=100KΩ→4.4V,4.3V/4.35V 可通过中间阻值适配;
  2. 充电电流(ISET 引脚):通过外接电阻RISET​四档设定,原厂标准配置:
RISET​ ≤20KΩ 22KΩ 24KΩ ≥26KΩ
充电电流 400mA 600mA 800mA 1000mA

(二)NTC 温度检测设计(符合 JEITA 标准)

  1. 标配器件:使用B 值 3380K 的 10KΩ NTC 热敏电阻,搭配两颗 10KΩ 电阻组成分压电路(NTC 与 10KΩ 并联后再与 10KΩ 串联,接 VIN 到 GND);
  2. 温度控制逻辑:NTC 引脚电压>4% VIN 时温度功能使能,根据电压自动调节充电策略,超温 / 低温自动停充,低温减半电流:
电池温度 <0℃ 0~10℃ 10~45℃ 45~60℃ >60℃
充电操作 停充 电流减半 正常充电 限流充电 停充
  1. 功能禁用:无需温度检测时,将 NTC 引脚直接悬空或接地即可。

(三)关键外围元器件选型(原厂推荐)

芯片外围器件极简,均为常规贴片元件,优先选用 X7R/X5R 陶瓷电容,核心选型要求:
器件符号 器件名称 推荐规格 适用引脚 关键要求
C_VIN 充电输入电容 10μF/16V X7R/X5R VIN-GND 就近贴装,建议串 1KΩ 泄放电阻
C_VH 电池 / 降压输入电容 20μF/16V X7R/X5R VH-GND 就近贴装,减小降压输入纹波
C_VL 降压输出电容 20μF/10V X7R/X5R VL-GND 就近贴装,降低输出纹波
L1 降压功率电感 2.2μH~10μH(饱和电流≥2A) LX-VH/VL 靠近 LX 引脚放置,适配 1MHz 频率
R_NTC NTC 热敏电阻 10KΩ,B 值 3380K NTC 引脚 锂电专用,内置在电池内更佳
R_LED LED 限流电阻 3KΩ(常规) LED1/LED2-GND 根据实际需求调整,限制 2mA 驱动电流

五、工作原理

  1. 充电模式:VIN 接入 5V USB 电源,芯片上电后先检测 LED1/LED2 外接电阻,锁存充电电压 / 电流参数,再检测电池电压和 NTC 温度,启动四阶段锂电充电;充电过程中根据电池电压 / 温度自动调节电流,充满后进入待机,电池电压下降后自动复充,同时通过 LED1/LED2 指示充电状态;
  2. 放电模式:无 USB 输入时,由锂电池(VH 引脚)供电,降压通道自动启动,通过 1MHz 同步降压拓扑将锂电电压转换为 1.5V 稳定输出(VL 引脚),为负载供电;无负载时降压通道进入超低功耗模式,整机待机电流降至 3μA 以内;
  3. 边充边放模式:USB 充电过程中,当锂电池电压升至 3.2V 以上时,降压通道自动开启,实现USB 充电锂电的同时,由锂电为 1.5V 负载供电,满足充电时的负载使用需求;
  4. 保护触发:充电时检测到输入过压、电池短路、高低温、芯片过温时,立即关断 / 限流充电;放电时检测到过流、短路、芯片过温时,逐周期限流降压通道,故障解除后自动恢复正常工作。

六、PCB 布局核心规则

芯片支持超小型 DFN2×2-8 封装,布局核心原则为就近贴装、短走线、大覆铜、低阻抗,兼顾电磁兼容性和散热效率,适配微型 PCB 设计:
  1. 电容就近贴装:C_VIN、C_VH、C_VL 必须紧贴对应引脚与 GND 散热焊盘,最小化走线长度,有效滤除充放电纹波,稳定各节点电压;
  2. 功率电感靠近 LX:降压功率电感 L1 需紧贴 LX 引脚放置,缩短 LX 与 VH/VL 的走线,减小开关回路寄生电感,降低 EMI 干扰和导通损耗;
  3. 散热焊盘大面积覆铜:底部 GND 散热焊盘(EP/Exposed Pad)需整面大面积覆铜,并打阵列过孔连接至地层,多层板各层均覆铜接地,提升散热效率,防止充电 / 放电时芯片过热;
  4. 大电流路径宽走线:VIN、VH、VL、LX 为大电流路径,走线需尽量宽(≥20mil),减小导电损耗,GND 覆铜与大电流走线紧密结合,降低地阻抗;
  5. 配置电阻靠近引脚:LED1/LED2 外接的电压 / 电流配置电阻、NTC 分压电阻需就近贴装对应引脚,走线短且细,减少噪声干扰,保证配置参数精度;
  6. LED 走线独立:LED1/LED2 的指示走线远离 LX、VH 等高频 / 大电流节点,避免噪声耦合导致指示异常。

七、封装规格(双封装可选,均带散热焊盘)

(一)DFN2×2-8 封装(超小型,推荐微型设计)

  • 本体尺寸:2.1×1.9mm,高度 0.8mm MAX,适配超小型 USB 充干电池;
  • 引脚:8 个引脚,VH 为 3/4 双引脚并联,需在 PCB 上短接使用;
  • 散热焊盘:底部裸露散热焊盘,需大面积覆铜接地;
  • 卷装规格:3000pcs / 卷,Pin1 位于 Q1 象限。

(二)ESOP8 封装(常规贴片,易焊接)

  • 标准 8 引脚塑封封装,带底部 EP 散热焊盘;
  • 卷装规格:4000pcs / 卷,Pin1 位于 Q1 象限,适配常规自动化贴片。

八、典型应用场景

  1. USB 充 1.5V 干电池:替代传统 AA/AAA 1.5V 干电池,实现 USB 充电重复使用,适用于遥控器、鼠标、手电筒、小型玩具等;
  2. 便携式锂电充放一体设备:小型便携设备内置锂电,通过该芯片实现 USB 充电、锂电转 1.5V 供电,省去干电池更换;
  3. 锂电直接替换干电池场景:原有使用 1.5V 干电池的设备,无需改板,直接用带 LGS5600 的锂电模块替换,实现充电复用;
  4. 低功耗便携式设备电源:为需 1.5V 低电压、小电流供电的低功耗便携设备,提供锂电充放一体电源解决方案。

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