CXLB73299

CXLB73299是一款专为2串或3串锂离子/聚合物电池设计的高效同步升压充电管理芯片。采用4×4mm QFN24封装,集成功率MOSFET、均衡电路和快充协议控制器,提供了前所未有的集成度。

CXLB73299 15W快充二串三串锂电池充电IC|集成均衡电路|QFN24封装|JTM-IC专业供应

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引言

         随着便携式设备对充电速度和电池安全性的要求不断提高,支持多节串联锂电池的高效充电方案变得愈发重要。CXLB73299作为一款集成了15W快充、电池均衡和智能温控功能的高性能升压充电管理芯片,以其卓越的集成度和灵活的配置能力,成为大容量电池充电应用的理想选择。本文将全面解析CXLB73299的技术特性、应用设计和配置方法,为工程师提供完整的设计参考。d9f嘉泰姆


一、CXLB73299芯片概述

        CXLB73299是一款专为2串或3串锂离子/聚合物电池设计的高效同步升压充电管理芯片。采用4×4mm QFN24封装,集成功率MOSFET、均衡电路和快充协议控制器,提供了前所未有的集成度。d9f嘉泰姆

核心参数:d9f嘉泰姆

·    输入电压范围:4.5V-9.5V(支持5V/9V快充)d9f嘉泰姆

·    最大输出功率:15Wd9f嘉泰姆

·    恒流充电电流:最高1.5Ad9f嘉泰姆

·    开关频率:500KHzd9f嘉泰姆

·    转换效率:2串时达94%,3串时达91.5%d9f嘉泰姆

芯片支持通过外部电阻灵活配置充电电压、电流、保护阈值等参数,为不同应用场景提供精准的充电管理。d9f嘉泰姆


二、核心特性与优势

2.1.  高效能与高功率d9f嘉泰姆

·    同步升压架构,峰值效率达94%d9f嘉泰姆

·    15W最大输入功率,支持快速充电d9f嘉泰姆

·    500KHz开关频率,支持2.2μH小型电感d9f嘉泰姆

2.2.  智能快充申请d9f嘉泰姆

·    根据电池电压自动申请快充输入d9f嘉泰姆

·    2串应用:最高申请7V输入d9f嘉泰姆

·    3串应用:最高申请9V输入d9f嘉泰姆

·    支持DP/DM快充协议通信d9f嘉泰姆

2.3.  电池均衡功能d9f嘉泰姆

·    集成2串电池均衡电路d9f嘉泰姆

·    实时监测每节电池电压d9f嘉泰姆

·    可调均衡电流(最大40mA)d9f嘉泰姆

·    均衡开启电压:4.1V(标准品)d9f嘉泰姆

2.4.  全面保护机制d9f嘉泰姆

·    NTC温度保护:支持电池温度监控d9f嘉泰姆

·    输入欠压/过压保护(阈值可调)d9f嘉泰姆

·    输出过流、过压、短路保护d9f嘉泰姆

·    IC过温保护(135℃关断)d9f嘉泰姆

·    可编程充电超时保护d9f嘉泰姆

2.5.  灵活的参数配置d9f嘉泰姆

·    充电电压、电流可调d9f嘉泰姆

·    输入保护阈值可调d9f嘉泰姆

·    充电超时时间可设d9f嘉泰姆

·    2串/3串模式引脚选择d9f嘉泰姆


三、典型应用场景

CXLB73299非常适合以下应用:d9f嘉泰姆

·    高端移动电源:15W快充,支持多节电池d9f嘉泰姆

·    电动工具:大电流充电,集成均衡保护d9f嘉泰姆

·    医疗设备:精准充电管理,确保安全可靠d9f嘉泰姆

·    工业设备:数据采集器、测试仪器d9f嘉泰姆

·    高端消费电子:大容量蓝牙音箱、便携显示器d9f嘉泰姆

其高度集成的特性和灵活的配置能力,使其在要求高效率和高安全性的应用中表现尤为出色。d9f嘉泰姆


四、详细充电过程解析

CXLB73299采用智能多阶段充电算法,确保电池安全且高效充满:d9f嘉泰姆

4.1.  2串电池应用(CON_SEL悬空):d9f嘉泰姆

4.1.1  短路充电:电池电压<3.7V时,以50mA电流充电d9f嘉泰姆

4.1.2  消流充电:3.7V<电池电压<6V时,以100mA电流充电d9f嘉泰姆

4.1.3  恒流充电:电池电压>6V时,以设定电流快速充电d9f嘉泰姆

4.1.4  恒压充电:接近设定电压时转为恒压模式d9f嘉泰姆

4.2.  3串电池应用(CON_SEL接1K电阻到地):d9f嘉泰姆

4.2.1  短路充电:电池电压<3.7V时,以50mA电流充电d9f嘉泰姆

4.2.2  消流充电:3.7V<电池电压<9V时,以100mA电流充电d9f嘉泰姆

4.2.3  恒流充电:电池电压>9V时,以设定电流快速充电d9f嘉泰姆

4.2.4  恒压充电:接近设定电压时转为恒压模式d9f嘉泰姆

自动再充电功能:电池充满后,若电压回落(2串至8V,3串至12V),芯片自动重新开启充电循环。d9f嘉泰姆


五、智能快充申请机制

CXLB73299可根据电池电压智能申请快充输入,显著提升充电效率d9f嘉泰姆

5.1.   2串配置:d9f嘉泰姆

·    VBAT<6.2V:5V输入充电d9f嘉泰姆

·    6.2V≤VBAT<6.8V:申请5.4V快充d9f嘉泰姆

·    6.8V≤VBAT<7.8V:申请6V快充d9f嘉泰姆

·    VBAT≥7.8V:申请7V快充d9f嘉泰姆

5.2.   3串配置:d9f嘉泰姆

·    VBAT<9V:5V输入充电d9f嘉泰姆

·    9V≤VBAT<10.5V:申请7V快充d9f嘉泰姆

·    VBAT≥10.5V:申请9V快充d9f嘉泰姆

如快充申请失败,芯片自动回退至5V输入充电,确保兼容性。d9f嘉泰姆


六、关键电路设计指南

6.1. 工作模式选择

通过CON_SEL引脚配置:d9f嘉泰姆

·    悬空:2串充电模式d9f嘉泰姆

·    接1K电阻到地:3串充电模式d9f嘉泰姆

6.2. 充电电压设置

通过VSET引脚外接电阻设定:d9f嘉泰姆

R_VSET电阻
2串充电电压
3串充电电压
1K
8.1V
12.3V
68K
8.2V
12.4V
120K
8.3V
12.5V
悬空
8.4V
12.6V
6.3. 充电电流设置

通过ISET引脚外接电阻设定恒流充电电流,精度±10%d9f嘉泰姆

6.4. 保护阈值配置

·    输入欠压:通过RUV设置(4.25V-4.65V)d9f嘉泰姆

·    输入过压:通过ROV设置(可禁用)d9f嘉泰姆

·    充电超时:通过ROT设置(4H-24H,可禁用)d9f嘉泰姆

6.5. NTC温度保护

·    NTC引脚输出20μA电流检测d9f嘉泰姆

·    正常范围:0.56V-1.32V(100%电流)d9f嘉泰姆

·    温度偏高:0.43V-0.56V(50%电流)d9f嘉泰姆

·    温度异常:停止充电d9f嘉泰姆

·    禁用NTC:接51K电阻到地d9f嘉泰姆
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CXLB73299检测到  NTC 引脚电压在0.56V~1.32V之间,表示电池温度正常,正常充电。d9f嘉泰姆
CXLB73299检测到  NTC 引脚电压在0.43V~0.56V之间,表示电池温度偏高,充电电流减小一半。d9f嘉泰姆
CXLB73299检测到  NTC 引脚电压下降到小于0.43V,表示电池温度过高,停止充电。d9f嘉泰姆
CXLB73299检测到  NTC 引脚电压上升到大于1.32V,表示电池温度过低,停止充电。d9f嘉泰姆
举例:   RNTC=100K 热敏电阻(B=4100) ,   R2=82K,   对应的温度和 NTC 引脚电压:d9f嘉泰姆
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6.6. 电池均衡配置

·    通过RGB电阻设置均衡电流(ICB=VCB/RCB)d9f嘉泰姆

·    RGB应大于100Ω,均衡电流<40mAd9f嘉泰姆

·    未使用均衡功能时,VBATM和VBAT_GND悬空d9f嘉泰姆
CXLB73299集成2串充电均衡功能;未使用均衡功能时,相关引脚(第  23  、24 脚)悬空即可,在充电过程中,d9f嘉泰姆
CXLB73299会实时检测  2  节电池的电池电压,当检测到任意1节电池电压达到均衡开启电压  VCBON,就开启d9f嘉泰姆
CXLB73299内部对应的均衡  MOS,降低该节电池的充电电流;均衡关闭的条件:d9f嘉泰姆
1  、2  节电池电压都高于均衡开启电压  VCBON;d9f嘉泰姆
2、退出正常充电状态(如  NTC 保护、输入过压、电池充满等);d9f嘉泰姆
可以通过调整  RCB 来设置均衡电流,均衡电流会以发热的形式消耗在内部均衡  MOS 和  RCB 上,所以均衡d9f嘉泰姆
电流设置应小于  40mA (RCB 应大于100 欧姆),ICB=VCB/RCB;d9f嘉泰姆
标准品的均衡开启电压  VCBON =4.1V;
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6.7. 充电过程d9f嘉泰姆

CXLB73299采用完整的CC/CV充电模式d9f嘉泰姆
配置为2串充电时:d9f嘉泰姆
当电池电压小于3.7V时,以50mA的电流对电池充电。d9f嘉泰姆
当电池电压大于3.7V小于6V时,以100mA的电流对电池充电。d9f嘉泰姆
当电池电压大于6V时,以设定的恒流电流ICC充电;d9f嘉泰姆
当电池电压接近8.4V时,进入恒压充电模式。d9f嘉泰姆
电池充满停充后,且输入持续存在,如果电池电压小于8V,就会再次开启充电;d9f嘉泰姆
配置为3串充电时:d9f嘉泰姆
当电池电压小于3.7V时,以50mA的电流对电池充电。d9f嘉泰姆
当电池电压大于3.7V小于9V时,以100mA的电流对电池充电。d9f嘉泰姆
当电池电压大于9V时,以设定的恒流电流ICC充电;d9f嘉泰姆
当电池电压接近12.6V时,进入恒压充电模式。d9f嘉泰姆
电池充满停充后,且输入持续存在, 如果电池电压小于12V,就会再次开启充电;d9f嘉泰姆
进入恒压模式后,如果充电电流小于200mA,过30s后停止充电,检测电池电压是否高于停充电压;如果高d9f嘉泰姆
于停充电压,就停止充电,如果低于停充电压,就继续充电,再过30s后继续检测。
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6.8.  输入快充申请d9f嘉泰姆

CXLB73299可以根据当前电池电压,通过DP/DM来向输入端申请快充电压;d9f嘉泰姆
配置为2串充电时:d9f嘉泰姆
当电池电压 VBAT<6.2V 时,不申请快充,只是以 5V 输入充电;d9f嘉泰姆
当电池电压 6.2V<=VBAT<6.8V,会尝试申请 5.4V 输入快充;d9f嘉泰姆
当电池电压 6.8V<=VBAT<7.8V,会尝试申请 6V 输入快充;d9f嘉泰姆
当电池电压 VBAT>=7.8V 后,会尝试申请 7V 输入快充;d9f嘉泰姆
配置为3串充电时:d9f嘉泰姆
当电池电压  VBAT<9V时,不申请快充,只是以5V输入充电;d9f嘉泰姆
当电池电压  9V<=VBAT<10.5V 时,会尝试申请  7V 输入快充;d9f嘉泰姆
当电池电压  VBAT>=10.5V 后,会尝试申请  9V  输入快充;d9f嘉泰姆
如果不能成功申请快充输入,会一直以  5V 输入来充电;
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6.9.充电保护d9f嘉泰姆

具有完善的保护功能,集成输出过流、输入欠压、过压、过温等保护功能,确保系统稳定可靠的工d9f嘉泰姆
作。d9f嘉泰姆
CXLB73299具有输入VIN输入稳压环路,在检测到输入电压接近RUV所设置的输入欠压阈值时,就会自动调整降d9f嘉泰姆
低充电电流,保证输入电压稳定在输入欠压阈值附近,确保不会拉挂适配器。d9f嘉泰姆
CXLB73299集成输入过压保护功能,当检测到输入电压大于ROV设定的过压阈值,就会停止充电。d9f嘉泰姆
CXLB73299集成  NTC功能,配合NTC电阻,可以检测到电池温度,当检测到电池温度过高或过低后,可以停止d9f嘉泰姆
充电。d9f嘉泰姆
CXLB73299集成过温保护功能,当检测到芯片内部温度超过135 度后,就会强制停止充电。d9f嘉泰姆
CXLB73299集成充电超时保护,当充电时间超过  ROT 设置的最大充电时间,会强制停止充电。
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9.10.   输入欠压阈值设置d9f嘉泰姆

CXLB73299支持VIN_UVSET脚外接电阻RUV,来设置输入欠压阈值;d9f嘉泰姆
RUV设置输入欠压阈值d9f嘉泰姆
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CXLB73299VIN输入环路在检测到输入电压接近所设置的输入欠压阈值时,就会自动调整降低充电电流,保证d9f嘉泰姆
输入电压稳定在输入欠压阈值附近,确保不会拉挂适配器。
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9.11输入过压阈值设置d9f嘉泰姆

CXLB73299支持VIN_OVSET脚外接电阻ROV,来设置输入过压阈值;d9f嘉泰姆
ROV设置输入过压阈值d9f嘉泰姆
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9.12  充电超时设置d9f嘉泰姆

CXLB73299支持TIME_SET脚外接电阻ROT,来设置充电的超时时间;d9f嘉泰姆
ROT设置充电超时时间d9f嘉泰姆
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七、PCB布局重要建议

正确的PCB布局对系统性能和稳定性至关重要:d9f嘉泰姆

7.1.  功率路径优化d9f嘉泰姆

·    VSYS电容(2×22μF)紧靠芯片引脚d9f嘉泰姆

·    LX节点走线短而粗,减少开关噪声d9f嘉泰姆

·    高电流路径使用大面积覆铜d9f嘉泰姆

7.2.  散热设计d9f嘉泰姆

·    底部ePad连接大面积铜皮并打孔散热d9f嘉泰姆

·    功率电感和芯片保持适当距离d9f嘉泰姆

·    使用多个过孔连接各层地平面d9f嘉泰姆

7.3.  信号隔离d9f嘉泰姆

·    配置信号线(VSET、ISET等)远离LX开关节点d9f嘉泰姆

·    敏感信号使用单独的地回路d9f嘉泰姆

·    NTC电阻远离发热元件d9f嘉泰姆

7.4.  快充信号线d9f嘉泰姆

·    DP/DM走线长度匹配,避免信号失真d9f嘉泰姆

·    远离高频开关节点,减少干扰d9f嘉泰姆


八、典型应用物料清单

基于典型应用原理图,主要元器件包括:d9f嘉泰姆

·    IC:CXLB73299 ×1d9f嘉泰姆

·    功率电感:2.2μH,饱和电流>5A ×1d9f嘉泰姆

·    电容:10μF×4,22μF×2,0.1μF×1d9f嘉泰姆

·    配置电阻:RVSET、RISET、RUV、ROV、ROT、RCON各×1d9f嘉泰姆

·    LED及限流电阻:0603封装 ×1d9f嘉泰姆

·    NTC电阻:根据温度要求选择 ×1d9f嘉泰姆


九、技术支持与供货信息

JTM-IC(jtm-ic.com)作为CXLB73299的官方授权供应商,提供全面技术支持d9f嘉泰姆

·    样品申请与批量供货服务d9f嘉泰姆

·    参考设计、PCB评审与优化建议d9f嘉泰姆

·    专业技术答疑与定制方案开发d9f嘉泰姆

·    完整的设计文档、数据手册和应用笔记d9f嘉泰姆


十,典型应用原理图及BOM


十,封装及引脚功能

 

十一,工作条件及参数d9f嘉泰姆
         
11.1  极限参数

11.2   工作条件

11.3     特性
除特别说明,TA=25℃,L=2.2uH ,VIN=5V ,VOUT=7.4Vd9f嘉泰姆

十二,结语

          CXLB73299以其卓越的集成度、智能快充申请和电池均衡功能,为2串/3串锂电池充电应用设立了新的标准。无论是在高端消费电子、电动工具还是工业设备中,其优异的性能和全面的保护功能都能为终端产品提供强有力的支持。欢迎访问JTM-IC官网获取详细技术资料、申请样品或咨询专业设计支持。d9f嘉泰姆


十三,相关芯片选择指南下载                   ►更多同类产品....

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