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南京芯亮点电子有限公司CH4212A/CH4212B/CH4212C 移动电源单芯片解决方案概述特点CH4212X 是一款专为移动电源设计的单芯片解决方案,内部集成了充电管理模块、放电管理模块、电量检测及 LED 指示模块. CH4212X 内置充电功率 MOS，充电电流可以设定，最大充 电电流为 1A，放电功率 MOS 为外置，可以支持 2.5A 的输 出电流，满足大容量移动电源输出要求. CH4212X 内部集成了温度补偿、过温保护、过充与过放保 护、输出过压保护、输出短路保护等多重安全保护功能以保证芯片和锂离子电池的安全,应用电路简单,只需很少元 件便可实现充电管理与放电管理CH4212X 中的 X 可以为 A、B 或 C；CH4212A 为 3 档电量 指示，CH4212B 为 4 档电量指示，CH4212C 为 5 档电量 指示              充电功率 MOS 内置，无需外加放电功率 MOS 外加，最大 2.5A 输出 输入电压:4.3V~6V 充电电流:最大 1.0A 输出电压: 5V BAT 放电终止电压:2.9V 可选 3/4/5 档电池电量指示以及充、放电状态指示 预设 4.2V/4.35V 充电电压，精度达±1% 放电效率：最高 90% 集成充电管理与放电管理 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 支持涓流模式以及零电压充电支持手电筒功能,最大输出 100mA 封装形式：SOP16 应用 、平板电脑、GPS 等的移动电源典型应用电路Ver1.2Nanjing chiphighlights Electronics1南京芯亮点电子有限公司管脚号管脚名称描述1BAT锂离子电池正极2OUTN升压输出负极端3PGND功率地4CS外接功率 NMOS 源端,接采样电阻到 GND5AGND信号地6GD外接功率 NMOS 栅级驱动端7LED1PMOS 漏极输出电量指示端，外接电量指示 LED 灯到 GND8LED2/NCPMOS 漏极输出电量指示端，外接电量指示 LED 灯到 GND；对于 TP4212A, 此引脚悬空9LED3PMOS 漏极输出电量指示端，外接电量指示 LED 灯到 GND10LED4/NCPMOS漏 极 输 出 电 量 指 示 端 ， 外 接 电 量 指 示LED灯 到GND； 对 于 TP4212A/TP4212B，此引脚悬空11LED5PMOS 漏极输出电量指示端，外接电量指示 LED 灯到 GND12SWT手电筒和电量指示使能端，接按键到 GND，短按按键显示电量，长按按键 2S 手电筒打开或关闭13ISET充电电流设定端，外接一电阻到 GND 用于设定充电电流14LITNMOS 开漏手电筒照明输出端,可以驱动 100mA 的 LED 灯用于手电筒照明15OUTP输出电压采样端16VDD电源输入端CH4212A/CH4212B/CH4212C 移动电源单芯片解决方案管脚SOP16管脚描述Ver1.2Nanjing chiphighlights Electronics2南京芯亮点电子有限公司参数额定值单位PGND to AGND 电压-0.3~+0.3V 其它引脚电压-0.3~+7V充电电流1.2A放电电流3A储存环境温度-50~+150℃工作环境温度-40~+85℃工作结温范围-40~150℃ HBM2000V MM200V符号参数参数范围单位 VDD充电输入电压4.5~5.5VTOP工作温度-40~85℃CH4212A/CH4212B/CH4212C 移动电源单芯片解决方案极限参数（注 1）推荐工作范围注 1：最大极限值是指超出该工作范围芯片可能会损坏。

推荐工作范围是指在该范围内芯片工作正常，但不完全保证满足 个别性能指标电气参数定义了器件在工作范围内并且在保证特定性能指标的测试条件下的直流和交流电气参数规范对 于未给定的上下限参数，该规范不予保证其精度，但其典型值合理反映了器件性能Ver1.2Nanjing chiphighlights Electronics3南京芯亮点电子有限公司符号参数测试条件最小值典型值最大值单位VDD充电输入电压4.356VVBAT预设充电电压(注 2)4.154.24.25V△ VRECHRG再充电阈值电压VBAT-VRECHRG100mVVISETISET 电压RISET=1KΩ0.9011.1VIBATBAT 恒流充电电流RISET=1KΩ,恒流充电模式90010001100mAITRKBAT 涓流充电电流RISET=1KΩ,涓流充电模式100mAVTRK涓流充电阈值电压RISET=10KΩ,VBAT上升2.9VVTRK_HYS涓流充电滞回电压RISET=10KΩ100mVTST充电温度补偿阈值RISET=1KΩ,温度上升120℃TZERO充电零电流温度RISET=1KΩ,温度上升140℃VUV_BATBAT 欠压锁定阈值电 压VBAT上升3.2VVBAT_ENDBAT 放电终止电压2.9VISD_BATBAT 待机电流VBAT=3.7V510uAVSDVDD-VBAT锁定阈值VDD 上升130mVVDD 下降60mVVOUT升压输出电压ILOAD=2.1A4.85V5.2VTSD过温保护阈值温度上升150℃THYS过温保护滞回20℃VLITLIT 低电平电压ILIT=100mA0.6VVLEDxLED1～LED5 驱动电压ILEDx=5mA0.3VFLEDx_CLEDx 充电/低电量闪烁 频率1HzRON_CHRG充电功率 MOS 导通电 阻0.3ΩFOSC升压电路工作频率500KHzCH4212A/CH4212B/CH4212C 移动电源单芯片解决方案电气参数无特殊说明， VDD=5V，Ta=25℃注 2：预设电池充电电压有 4.2V 和 4.35V 两种规格，请参考订购信息进行订购；Ver1.2Nanjing chiphighlights Electronics4南京芯亮点电子有限公司ICHRG1000CH4212A/CH4212B/CH4212C 移动电源单芯片解决方案内部框图应用说明恒温充电模式CH4212X 内部集成了温度反馈环路，充电时，如果芯片 内部的温度升高到 120℃，充电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，当温度升高到 140℃时，充电电流减小为零，由于温度反馈控制， IC 工作温度最终会稳定在 120℃～140℃之间的某个值。

该 功能允许用户提高给定电路板功率处理能力的上限而没有损坏 IC 的风险在保证充电器将在最坏情况条件下自 动减小电流的前提下，可根据典型（而不是最坏情况） 环境温度来设定充电电流过温保护在充电或者放电时，如果芯片温度升高到 150℃，则芯片 停止工作以保护芯片以及锂离子电池,等到温度降低到 120℃后再自动恢复工作充电电流设定充电电流可以通过设定 ISET 引脚的电阻来设定，关系如 下式: 1VRISET这里 1V 是 ISET 引脚的输出电压，最大可设定充电电流 为 1A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，CH4212X 工作在涓流充电模式，此时充电电流为正常设 定电流的 1/10；当电池电压达到 2.9V 以后，CH4212X 进入恒流充电模式，以设定的电流给电池充电；当电池电压达到 4.2V 后，CH4212X 工作在恒压充电模式，此 时输出 电压恒定，充电电流逐渐减小，当充电电流减小为正常设定电流的 1/10 时，充电过程结束，充电电流降为零， 只有电池电压重新低于 4.1V 以后，才会进入再充模式电池低压保护启动时，当 BAT 电压大于 3.2V 时,升压电路开始工作， 工作过程中如果电池电压低于 3.1V，则 LED1 会以 1HZ 频率闪烁提醒电量较低，当电池电压低于 2.9V，则放电 输出关闭，CH4212X 进入低电流待机模式，待机电流小 于 10uA。

负载检测与低功耗智能待机CH4212X 提供两种负载检测方式，一种是插入负载时自 动检测，另一种是通过 SWT 开关按键控制当负载拔掉、 或输出电流小于 30mA（Typical）、或按下按键但未检 测到负载时，经过 16S 延时，电路关闭，IC 进入低电流 待机模式，待机电流减小到 10uA 以下Ver1.2Nanjing chiphighlights Electronics5南京芯亮点电子有限公司CH4212A/CH4212B/CH4212C 移动电源单芯片解决方案放电指示放电时，LED1～LED5 根据电池电压指示当前电量，当 电池电压低于 3.1V 时，LED1 会以 1HZ 闪烁进行低电提 示手电照明输出LIT 端可以驱动 LED 灯用于手电筒照明,最大驱动电流为 100mA ,SWT 是手电照明使能端,如果长按 S1 键 1.2S, 手电筒打开，再次长按 S1 键 1.2S 手电筒输出关闭元件选择1、输出电容 C2/C4 选择质量较好的低 ESR 的贴片电容, 否则会影响输出纹波2、2.1A 输出电感 L1 的饱和电流需大于 5A，否则因电感 饱和可能会导致芯片工作不正常3、二极管 D1/D2 选择低压大电流的肖特基二极管，建议 使用 SS34。

4、Q1 选择导通电阻小的 NMOS，2.1A 输出时 Q1 的内 阻需小于 40 毫欧，否则会影响效率，特别是如果选用保护功能CH4212X 集成了过充保护、过放保护、充电温度补偿、 过温保护、输出过压保护、输出重载保护、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PCB 设计参考1、5V 输出端的 USB 外壳不能接 GND，需浮空； 2、IC 下面敷铜散热，散热面积尽量大且散热的地方留一 些通孔增强散热；3、AGND、PGND 直接打到 IC 下面的散热敷铜上； 4、BAT 与地的电容 C3 靠近 IC 的 BAT 和 GND 管脚， BAT+和 BAT-需先经过 BAT 电容再到 IC，各 GND 走线 要尽量粗，空余的地方全部走 GND； 5、应用图中红色标记的两条路径为大电流路径，走线要 短且粗，尽量不要过过孔；6、为避免 VDD 输入电源纹波太高而将芯片损坏，可以 在 VDD 与地之间加一个稳压管 ZD1SOT23-3 封装的时候，若 Q1 导通电阻较大，还可能会 因为发热严重而烧毁5、2.1A 电流输出时 CS 采样电阻 R10 的总功耗为 0.2W， 建议使用一颗 1206 电阻或 2 颗 0805 电阻并联。

工作状态与电量指示LED1～LED5 为 PMOS 漏极输出充电状态与电量指示引脚，须串联 LED 与限流电阻到 GND；不同状况时 LED 状态如 下：①充电时 LED1～LED5 一直工作以指示充电状态，达到电量的 LED 常量，当前电量的 LED 以 1Hz 频率闪烁； ②待机状态下，若按下按键 S1，显示电量 16S 后关闭； ③放电时，LED1～LED5 根据电池电压指示当前电量；若电池电压低于 3.1V，LED1 会一直以 1HZ 的频率闪烁提示电量 低，直到电池电压低于 2.9V，关闭电路，进入低功耗低压保护模式，需要重新充电至 3.2V 以上才可以再次放电； ④长按 S1 键 1.2S，手电筒打开，再次长按 S1 键 1.2S 手电筒输出关闭 LED1～LED5 状态描述如下表所示：Ver1.2Nanjing chiphighlights Electronics6南京芯亮点电子有限公司IC 型号充电放电 电池电压(V)LED1LED2LED3LED4LED5电池电压(V)LED1LED2LED3LED4LED5CH4212AVBAT＜3.6闪烁-灭-灭VBAT＜2.9灭-灭-灭2.9≤VBAT＜3.1闪烁-灭-灭3.1≤VBAT＜3.65亮-灭-灭3.6≤VBAT＜3.9亮-闪烁-灭3.65。