CXLB73350G 3A开关模式单节锂电池充电管理芯片
电源路径管理 | USB OTG 升压 (1.2A) | I²C 可编程 | 1.5MHz 开关频率

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年7月 | 型号：CXLB73350G | 封装：WL-CSP-30B（2.1×2.5mm）

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXLB73350G 是一款高集成度、高效率的 3A 开关模式单节锂离子/锂聚合物电池充电管理芯片，集成了电源路径管理、USB On-The-Go（OTG）升压功能和 I²C 可编程接口。芯片采用同步 PWM 控制器，集成功率 MOSFET、输入电流检测和调节、最小输入电压调节（MIVR）、高精度充电电流和电压调节以及充电终止电路。CXLB73350G 支持高达 3.15A 的充电电流，充电电流精度达 ±5%，充电电压精度高。其 USB OTG 功能可将电池电压升压至 5.15V（可编程 4.85V–5.3V），最大输出电流 1.2A，满足 USB 外设供电需求。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，50mA–3.2A）、快充电流（50mA–3.15A）、终止电流（50mA–800mA）、充电电压（3.9V–4.7V）以及 MIVR 电压（3.9V–5.4V）。芯片支持 1.5MHz 固定开关频率，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。CXLB73350G 采用超小型 WL-CSP-30B（2.1×2.5mm） 封装，通过 PSEL 引脚选择输入电流限制（0.5A 或 2.4A），适用于智能手机、平板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、平板等便携设备对电池容量和充电速度的要求不断提升，同时设备内部空间日益紧张，传统充电方案难以兼顾效率与体积。CXLB73350G 作为 开关模式充电管理芯片，采用 1.5MHz 同步 PWM 控制器，集成低导通电阻功率 MOSFET，可实现高达 3.15A 的充电电流，充电效率在 2A 时可达 92%，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 5.15V，为 USB 外设提供高达 1.2A 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。CXLB73350G 采用超小型 WL-CSP-30B（2.1×2.5mm） 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。PSEL 引脚提供简单的输入电流限制选择（高电平 0.5A，低电平 2.4A），方便系统设计。

2. 主要特点与技术亮点

• 高效率开关充电：同步整流，1.5MHz 固定开关频率，支持高达 95% 占空比，充电效率在 2A 时达 92%，显著降低发热。
• 灵活的电源路径管理：通过内部 BATFET（18mΩ）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（3.9V–4.7V，步进 10mV）、快充电流（50mA–3.15A，步进 50mA）、终止电流（50mA–800mA，步进 50mA）、输入电流限制（50mA–3.2A，步进 50mA）等。
• USB OTG 升压模式：可将电池电压升压至 5.15V（可编程 4.85V–5.3V），支持高达 1.2A 输出电流，内置输出过压保护（6.5V）和过载保护。
• 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。支持 MIVR 跟踪功能（可跟随电池电压+偏移）。
• 完善的充电保护：包括输入过压保护（OVP，可编程 5.8V/6.5V/10.9V/14V）、电池过压保护（OVP，4% 高于设定值）、系统过压/欠压保护、过温保护（OTP，160°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电压，保护电池安全和寿命。
• PSEL 输入限流选择：PSEL 引脚高电平选择 0.5A 输入电流限制，低电平选择 2.4A，简化系统设计。
• 自适应输入电流控制（AICC）：当 VBUS 跌落到 MIVR 阈值时，自动降低 AICR 值，防止输入过载。
• 支持 MTK Pump Express+：通过电流脉冲通信，支持 PE 1.0/2.0 高压适配器，实现快速充电。

3. 典型应用电路

CXLB73350G 的典型应用电路包括：VBUS 输入（适配器或 USB）连接至 VBUS 引脚，经外置电感（1μH）和电容滤波后连接至系统（SYS）和电池（BAT）；BTST 引脚外接 47nF 自举电容；SYS 和 BAT 各外接 10μF 电容；REGN 外接 4.7μF 电容；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_EN 位使能。PSEL 引脚根据系统需求接高电平或低电平选择输入电流限制。QON 引脚支持系统复位和退出运输模式。PG 引脚提供电源良好指示。

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

CXLB73350G 提供完整的充电流程：涓流充电（Trickle）、预充电（Pre-charge）、恒流快充（Fast-charge）、恒压涓流（Constant Voltage）和可选的背景充电（Background Charge）。当电池电压低于 2.7V–3.4V（可编程 VPRE_CHG）时，以较小的预充电电流（50mA–800mA 可编程）充电，保护电池寿命。当电池电压超过 VPRE_CHG 后，进入恒流快充模式，充电电流由 ICHG_REG 寄存器设定（50mA–3.15A，步进 50mA）。当电池电压接近设定充电电压（VBAT_REG，3.9V–4.7V，步进 10mV）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_CHG，50mA–800mA 可编程）时，充电终止（需使能 TE 位）。充电状态可通过 IC_STAT 寄存器读取。

5.2 电源路径管理

芯片内置 BATFET（18mΩ）实现电源路径管理。当输入电源（VBUS）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（VSYS_MIN，可编程 2.6V–4.1V，默认 3.5V）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。当输入电源移除或过载时，BATFET 自动导通，电池为系统供电。

5.3 输入电流管理与 MIVR

芯片提供多层输入电流管理：

• AICR（平均输入电流调节）：通过 I²C 设置输入电流限制（50mA–3.2A，步进 50mA），防止从适配器抽取过大电流。AICR 寄存器（0x03）可设置具体限流值，并支持自动设置（AUTO_AICR=1）根据 PSEL 引脚状态更新。
• MIVR（最小输入电压调节）：当输入电压下降至设定阈值（3.9V–5.4V 可编程，步进 0.1V）时，自动降低充电电流，防止适配器过载。支持 MIVR 跟踪功能（VMIVR_BAT_TRACK），可设置 MIVR = VBAT + 偏移（200mV/250mV/300mV），确保适配器电压始终高于电池电压。
• 自适应输入电流控制（AICC）：当 VBUS 跌落到 MIVR 阈值时，自动降低 AICR 值，直至 MIVR 事件退出，该功能通过 AICC_EN 位使能。

5.4 USB OTG 升压模式

CXLB73350G 支持 OTG 功能，可将电池电压升压至 5.15V（可编程 4.85V–5.3V，步进 150mV），为 USB 外设提供高达 1.2A 电流。OTG 通过 I²C 设置 OTG_EN 位使能。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（VBUS OVP，6.5V）、过载保护（OTG_CC，可编程 0.5A/1.2A）和电池欠压保护（OTG_LBP，可编程 2.5V/2.8V），确保安全。当电池电压低于 LBP 阈值时，OTG 自动关闭。

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参数：

• COOL 区域（0°C–10°C）：充电电流降至 ICHG_REG 的 25%（可配置 50%）。
• WARM 区域（45°C–60°C）：充电电压降低至 4.1V（可配置保持设定值），充电电流可配置为 ICHG_REG 的 50%。
• COLD（低于 0°C）或 HOT（高于 60°C）：停止充电（可配置仍允许充电）。

JEITA 保护通过寄存器 0x0C 配置，温度阈值对应的 TS 引脚电压比例符合标准 NTC 分压网络。

5.6 PSEL 输入限流选择

CXLB73350G 通过 PSEL 引脚选择默认输入电流限制：高电平（>1.3V）选择 0.5A，低电平（<0.4V）选择 2.4A。该设置会在上电检测后自动写入 AICR 寄存器（若 AUTO_AICR=1）。同时，主机仍可通过 I²C 覆盖 AICR 设置。

5.7 运输模式与 QON 唤醒

为延长电池在运输或存储期间的寿命，芯片可进入运输模式（Shipping Mode），BATFET 关闭，电池漏电流极低（典型 15μA）。可通过 BATFET_DIS 位或 BATFET_DIS_DLY 延迟进入。退出运输模式可通过连接 VBUS、设置 BATFET_DIS=0、复位寄存器或 QON 引脚低电平持续 1.1s 以上。

5.8 保护机制

• 输入过压保护（VAC OVP）：可编程 5.8V/6.5V/10.9V/14V，超过阈值停止充电。
• 电池过压保护（BAT OVP）：电池电压超过 VBAT_REG 的 104% 时停止充电。
• 系统过压保护（SYS OVP）：VSYS 超过 5.2V 时停止 Buck，并下拉 30mA 电流。
• 系统欠压保护（SYS UVP）：VSYS 低于 UVP 阈值时关断 BATFET。
• 过温保护（OTP）：结温超过 160°C 时关断转换器，130°C 恢复。
• 安全计时器：预充电和快充可独立设置定时，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）时停止开关。
• 反向泄漏保护：输入移除时电池漏电流极低。

5.9 寄存器配置示例

CXLB73350G 通过 I²C 接口（地址 0x5B）配置充电参数。关键寄存器包括：

• 0x00（OTG_CONFIG）：OTG 输出电压、低电池保护阈值、电流限制。
• 0x01（TOP）：QON 复位使能、STAT 使能、看门狗设置。
• 0x02（FUNCTION）：BATFET 控制、高阻模式、OTG 使能、充电使能。
• 0x03（IBUS）：AICC 使能、AUTO_AICR、AICR 电流设置。
• 0x04（VBUS）：VAC OVP 阈值、MIVR 跟踪模式、MIVR 电压设置。
• 0x05（PRECHG）：预充电电压阈值、预充电电流。
• 0x06（REGU）：热调节阈值、系统最小电压。
• 0x07（VCHG）：充电电压设置（VBAT_REG）。
• 0x08（ICHG）：快充电流设置（ICHG_REG）。
• 0x09（CHG_TIMER）：安全计时器使能及倍率。
• 0x0A（EOC）：终止电流、背景充电时间、TE 使能。
• 0x0C（JEITA）：JEITA 使能及各温度区间的电流/电压配置。

6. 基于 CXLB73350G 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 4000mAh，要求支持 3A 快充（约 1.2 小时充满），同时支持 USB OTG 为外设供电。

• 系统配置：选用 CXLB73350G，VBUS 连接 USB 接口，BAT 连接电池（4.4V 充电电压），SYS 连接系统负载。外接 1μH 功率电感（推荐 CIGT252010EH1R0MN），SYS 和 BAT 各接 10μF 陶瓷电容，PMID 接 10μF/25V 电容，VBUS 接 1μF/25V 电容，REGN 接 4.7μF/6.3V 电容。PSEL 引脚接低电平（选择 2.4A 输入限流），I²C 总线连接 AP 处理器。
• 充电参数设置：VBAT_REG = 4.4V（0x07 寄存器），ICHG_REG = 3A（0x08 寄存器），IEOC_CHG = 300mA（0x0A 寄存器），TE=1。MIVR 设为 4.5V，AICR 自动适配（启用 AUTO_AICR=1）。
• 输入电流管理：启用 AICC 功能，防止适配器过载。
• OTG 配置：通过 I²C 使能 OTG_EN，输出电压设为 5.15V（默认），输出电流限制 1.2A。
• JEITA 配置：TS 引脚外接 NTC 电阻分压网络，使能 JEITA_EN（0x0C 寄存器），在电池温度异常时自动调整充电参数。
• PCB 设计：功率电感靠近 SW 引脚，输入输出电容就近放置，AGND 和 PGND 单点连接，WL-CSP 封装底部焊盘合理布线。

7. PCB 布局建议（开关充电器）

• 输入/输出电容：VBUS 引脚附近放置 1μF 陶瓷电容，PMID 引脚附近放置 10μF/25V 电容，SYS 和 BAT 各放置 10μF 陶瓷电容（6.3V），REGN 引脚放置 4.7μF 电容，所有电容尽量靠近芯片引脚。
• 电感放置：功率电感靠近 SW 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：BTST 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 3A 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 3.37W（T_J(MAX)=125°C）。
• 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。
• PSEL 走线：PSEL 引脚应连接稳定的逻辑电平，避免噪声干扰导致限流误切换。

8. 订购信息与技术支持

CXLB73350G 采用 WL-CSP-30B（2.1×2.5mm）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。