CXLB73349 2.275A开关模式单节锂电池充电管理芯片
USB OTG 升压 | I²C 可编程 | 输入电流限制 | 小型 WL-CSP 封装

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年7月 | 型号：CXLB73349 | 封装：WL-CSP-25B（2.52×2.52mm）

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXLB73349 是一款高集成度开关模式单节锂离子/锂聚合物电池充电管理芯片，集成了同步 PWM 控制器、功率 MOSFET、输入电流检测和调节、高精度电压和电流调节以及充电终止电路。芯片支持 USB On-The-Go（OTG） 升压功能，可将电池电压升压至 5V 为外设供电。所有关键充电参数均可通过 I²C 接口 编程，包括输入电流限制（AICR，0.1A–3A）、快充电流（0.4A–2.275A）、终止电流（100mA–450mA）、充电电压（3.5V–4.62V）以及最小输入电压调节（MIVR）。芯片支持 0.75/1.5MHz 可编程开关频率，集成电源路径管理，可实现系统供电与电池充电的智能切换。CXLB73349 采用超小型 WL-CSP-25B（2.52×2.52mm） 封装，适用于智能手机、平板、移动电源等空间受限的便携设备，是高性能电池充电管理的理想选择。

1. 产品概述与市场定位

随着智能手机、可穿戴设备、TWS 耳机充电仓等便携产品对充电速度和空间尺寸的严苛要求，传统线性充电器已难以兼顾效率与体积。CXLB73349 作为 开关模式充电管理芯片，采用 1.5MHz/0.75MHz 同步 PWM 控制器，集成低导通电阻功率 MOSFET，可实现高达 2.275A 的充电电流，效率远高于线性方案，显著缩短充电时间。其 电源路径管理 功能允许系统在电池电量不足时仍能从输入电源获得供电，同时为电池充电，确保设备在充电过程中始终可工作。芯片内置 USB OTG 升压 功能，可将电池电压升压至 5V，为 USB 外设提供高达 1A 的电流，增强了设备的实用性。所有关键参数均可通过 I²C 接口 灵活配置，便于系统集成和优化。CXLB73349 采用超小型 WL-CSP-25B（2.52×2.52mm） 封装，是空间受限且对充电性能有高要求的便携设备的理想选择。

2. 主要特点与技术亮点

• 高效率开关充电：同步整流，1.5MHz/0.75MHz 可编程开关频率，支持高达 95% 占空比，充电效率在 2A 时可达 85%。
• 灵活的电源路径管理：通过内部 BATFET 实现系统供电与电池充电的智能切换，支持电池深度放电后系统仍可工作。
• 全面可编程充电参数：通过 I²C 接口可编程充电电压（3.5V–4.62V，步进 20mV）、快充电流（0.4A–2.275A，步进 125mA）、终止电流（100mA–450mA，步进 50mA）、输入电流限制（0.1A–3A）等。
• USB OTG 升压模式：可将电池电压升压至 5V（可编程 4.425V–5.825V），支持高达 1A 输出电流，内置输出过压保护（6V）和过载保护（可编程 0.5A/1A）。
• 智能输入电流管理：AICR 可自动限制输入电流，防止适配器过载；MIVR 在输入电压下降时自动降低充电电流，保护适配器。
• 完善的充电保护：包括输入过压保护（OVP，28V 耐压）、电池过压保护（OVP，117% 典型值）、过温保护（OTP，165°C）、安全计时器（可编程）、坏适配器检测、反向泄漏保护等。
• JEITA 电池温度保护：通过 TS 引脚监测电池温度，在高温（WARM/HOT）或低温（COOL/COLD）时自动降低充电电流或停止充电，保护电池安全和寿命。
• USB 充电检测：支持通过 DP/DM 引脚识别 SDP、CDP、DCP 以及专用充电器类型，自动适配输入电流限制。
• 集成 ADC 监测：内置 ADC 可监测 VIN、BAT、SYS、TS 等参数，通过 I²C 读取，便于系统监控。

3. 典型应用电路

CXLB73349 的典型应用电路包括：VIN 输入（适配器或 USB）连接至 VIN 引脚，经外置电感（2.2μH）和电容滤波后连接至系统（SYS）和电池（BAT）；BOOT 引脚外接自举电容；SYS 和 BAT 各外接 10μF 电容；VPTS 引脚为 NTC 检测提供偏置电压，TS 引脚连接 NTC 电阻分压网络监测电池温度；OTG 功能可通过 OTG 引脚或 I²C 控制；PPCTRL 引脚可外接 P-MOSFET 实现外部电源路径控制。

图1. 典型应用电路（单节锂电池充电 + OTG）

4. 极限参数与电气特性（设计参考）

5. 工作原理与设计指导

5.1 充电模式与充电曲线

CXLB73349 提供完整的充电流程：预充电（Pre-charge）、恒流快充（Fast-charge）和恒压涓流（Constant Voltage）。当电池电压低于预充电阈值（VPREC，可编程 2V–3V）时，芯片以较小的预充电电流（IPREC，100mA–850mA 可编程）充电，保护电池寿命。当电池电压超过 VPREC 后，进入恒流快充模式，充电电流由 ICHRG 寄存器设定（0.4A–2.275A，步进 125mA）。当电池电压接近设定充电电压（VOREG，3.5V–4.62V，步进 20mV）时，进入恒压模式，充电电流逐渐减小，当电流降至终止电流（IEOC，100mA–450mA 可编程）时，充电终止（需使能 TE 位）。充电状态可通过寄存器 0x00 的 STAT 位读取。

5.2 电源路径管理

芯片内置 BATFET 实现电源路径管理。当输入电源（VIN）存在时，系统（SYS）由输入电源通过 Buck 转换器供电，同时 BATFET 控制电池充电。当电池电压低于系统最小调节电压（SYS_Min，可编程 3.5V–3.8V）时，BATFET 不完全导通，系统电压由 Buck 转换器维持，确保系统在电池电量不足时仍可正常工作。充电完成后，BATFET 关断，系统仍由输入电源供电。此外，PPCTRL 引脚可外接 P-MOSFET 实现外部电源路径控制，进一步扩展系统灵活性。

5.3 输入电流管理与 MIVR

芯片提供两层输入电流管理：

• AICR（平均输入电流调节）：通过 I²C 设置输入电流限制（0.1A–3A，步进 50/100mA），防止从适配器抽取过大电流。AICR 寄存器（0x23）可设置具体限流值，并可选择由 I²C 或硬件 OTG 引脚控制。
• MIVR（最小输入电压调节）：当输入电压下降至设定阈值（4V–8.5V 可编程，步进 0.25V/0.5V）时，自动降低充电电流，防止适配器过载或系统崩溃。MIVR 功能通过寄存器 0x21 配置。

5.4 USB OTG 升压模式

CXLB73349 支持 OTG 功能，可将电池电压升压至 5V（可编程 4.425V–5.825V，步进 25mV），为 USB 外设提供高达 1A 电流。OTG 可通过 I²C 设置 OPA_MODE 位（0x01, bit0）使能，或通过 OTG 引脚配合 OTG_EN 使能。升压模式下，芯片采用同步整流，轻载时自动优化效率。内置输出过压保护（VIN OVP，6V）、过载保护（OCP，可编程 0.5A/1A）和电池欠压保护（2.9V 启动，400mV 迟滞），确保安全。

5.5 JEITA 电池温度保护

芯片通过 TS 引脚连接 NTC 热敏电阻监测电池温度。根据 JEITA 指南，在 COOL 和 WARM 温度区域内自动调节充电电流：

• COOL 区域（10°C–45°C）：充电电流减半（ICHG/2）。
• WARM 区域（45°C–60°C）：充电电流减半（ICHG/2）。
• COLD（低于 0°C）或 HOT（高于 60°C）：停止充电。

JEITA 保护通过寄存器 0x07 的 CC_JEITA 位使能，TS 引脚电压分压比例对应温度阈值：T1（0°C）为 VPTS 的 60%，T2（10°C）为 56%，T3（45°C）为 38%，T4（60°C）为 30%。

5.6 USB 充电检测

芯片支持通过 DP/DM 引脚识别 USB 充电器类型，包括标准下行端口（SDP）、充电下行端口（CDP）和专用充电端口（DCP），并根据检测结果自动设置输入电流限制（AICR）。检测流程可通过寄存器 0x0E 的 CHG_TYP 位读取结果。

5.7 保护机制

• 输入过压保护（VIN OVP）：VIN > 11V（典型）时停止充电，电压回落至 10.8V 以下恢复。
• 电池过压保护（BAT OVP）：BAT 电压超过 117% VOREG（典型）时停止充电，防止电池过充。
• 系统欠压保护（SYS UVP）：监测系统电压，异常时关断 BATFET。
• 过温保护（OTP）：结温超过 120°C 时开始降低充电电流（热调节），超过 165°C 时关断。
• 坏适配器检测：上电时检测适配器带载能力，若检测失败则停止充电。
• 安全计时器：可编程预充电和快充安全计时器（0x22 寄存器），防止异常充电。
• 逐周期电流限制：电感电流超过 4.5A（可编程 6A）时立即停止开关，保护功率器件。
• 反向泄漏保护：当输入电源移除时，防止电池反向泄漏，电池漏电流典型值仅 25μA。

5.8 寄存器配置示例

CXLB73349 通过 I²C 接口（地址 0x25）配置充电参数。关键寄存器包括：

• 0x00（Control 1）：开关频率选择（1.5MHz/750kHz）、STAT 引脚使能、充电状态指示等。
• 0x01（Control 2）：终止电流设置（IEOC）、OCP 等级、TE 使能、高阻模式、OTG 使能等。
• 0x02（Control 3）：充电电压/OTG 输出电压设置（VOREG，3.5V–4.62V/4.425V–5.825V）。
• 0x05（Control 5）：系统 UVP 处理方式、OTG 过载保护阈值、系统最小电压、预充电电流设置。
• 0x06（Control 6）：快充电流设置（ICHRG）、展频使能、预充电电压阈值。
• 0x07（Control 7）：JEITA 使能、电池检测使能、芯片使能、充电使能、温度状态读取。
• 0x23（Control 11）：AICR 输入电流限制设置。
• 0x21（Control 9）：外部电源路径控制、MIVR 使能及电压阈值设置。

6. 基于 CXLB73349 的智能手机快充设计实例

设计目标：一款支持 USB OTG 的智能手机，电池容量 3000mAh，要求支持 2.275A 快充（约 1.5 小时充满），同时支持 USB OTG 为外设供电。

• 系统配置：CXLB73349 作为主充电芯片，VIN 连接 USB 接口，BAT 连接电池（4.35V 充电电压），SYS 连接系统负载。外接 2.2μH 功率电感，SYS 和 BAT 各接 10μF 陶瓷电容，BOOT 接 47nF 自举电容。I²C 总线连接 AP 处理器。
• 充电参数设置：VOREG = 4.35V（0x02 寄存器），ICHRG = 2.275A（0x06 寄存器），IEOC = 250mA（0x01 寄存器），TE=1。MIVR 设为 4.5V，AICR 设为 1.5A。
• 输入电流管理：启用 AICR（0x23 设置 1.5A），通过 USB 充电检测自动识别适配器类型并调整限流。
• OTG 配置：通过 OTG 引脚（高电平有效）或 I²C 使能升压模式，输出电压设为 5V（VOREG=5.05V）。
• JEITA 配置：TS 引脚外接 NTC 电阻分压网络，使能 CC_JEITA（0x07 寄存器），在电池温度异常时自动减半充电电流。
• PCB 设计：功率电感靠近 LX 引脚，输入输出电容就近放置，AGND 和 PGND 单点连接，WL-CSP 封装底部焊盘需合理布线。

7. PCB 布局建议（开关充电器）

• 输入/输出电容：VIN 引脚附近放置 2.2μF 陶瓷电容，MID 引脚附近放置 2.2μF 电容，SYS 和 BAT 各放置 10μF 陶瓷电容，所有电容尽量靠近芯片引脚。
• 电感放置：功率电感靠近 LX 引脚，走线短而宽，避免过孔，以减少寄生电感和电阻，降低 EMI。
• 自举电容：BOOT 引脚外接 47nF 陶瓷电容，紧靠芯片，走线尽量短，确保自举电压稳定。
• 地线分割：PGND（功率地）和 AGND（模拟地）分开，在芯片底部焊盘处单点连接，避免功率噪声干扰模拟信号。
• 散热设计：WL-CSP 封装通过底部焊盘和过孔散热，建议在 PCB 上增加散热焊盘和过孔，确保 2.275A 大电流工作时的热可靠性。根据热设计公式 P_D(MAX) = (T_J(MAX) - T_A) / θ_JA，在 T_A=25°C 时最大功耗为 3.11W。
• NTC 走线：TS 引脚走线尽量短，远离功率噪声源，确保电池温度检测准确。
• I²C 走线：SCL 和 SDA 走线应避免与功率走线平行，必要时可串联 100Ω–200Ω 电阻以抑制反射。

8. 订购信息与技术支持

CXLB73349 采用 WL-CSP-25B（2.52×2.52mm）封装，无铅、RoHS 合规，符合 Richtek Green Policy 和 IPC/JEDEC J-STD-020 标准。嘉泰姆电子提供工程样品、量产芯片及全面的技术支持，包括评估板、参考设计、应用笔记和 FAE 现场支持。