CXLB73361 集成APPM单节锂电池线性充电IC | 28V耐压 | 可编程电流 | 热回馈 - 嘉泰姆电子

CXLB73361 集成APPM单节锂电池线性充电IC | 28V耐压 | 可编程电流 | 热回馈 - 嘉泰姆电子

产品型号:CXLB73361
产品类型:电池充电IC
产品系列:单节锂离子电池充电器
产品状态:量产
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产品简介

CXLB73361 是一款集成自动电源路径管理(APPM)的单节锂离子电池线性充电IC,支持28V耐压输入,可选电流限制(0.1A/0.5A/1.5A),集成热回馈调节、NTC温度监测、可编程充电电流及安全定时器,采用WQFN-16L封装。嘉泰姆电子提供完整方案。

技术参数

输入电压范围 (VIN)4.2 - 6V
输出电压 (VOUT)4.2V
输出电流 (IOUT)1.2A
工作频率1MHz
转换效率95%
封装类型WQFN3x3-16
Type单节锂离子电池充电器
Charge voltage4.2V
Charge current1.2A
Battery type锂离子/聚合物
Charge methodLinear
Charge statusYes
Protection过压/过流/过热
CommunicationQC2.0 QC3.0
FeaturesAdjustable Current Limit;Enable Input;Internal Compensation;OVP;Power Good;UVP
Application电池管理
Iq1uA
电池节数1
精度±1%
充电载止电压2.9V
Built-in Power MOSFETsYes
Input SourceAC Adapter;USB

产品详细介绍

CXLB73361 集成自动电源路径管理(APPM)单节锂电池线性充电IC
28V耐压 | 可选电流限制(0.1A/0.5A/1.5A) | 热回馈调节 | NTC温度监测

产品版本:Rev 1.0 | 更新日期:2026年7月 | 型号:CXLB73361 | 封装:WQFN-16L(3×3mm)

嘉泰姆电子(JTM-IC)推出的 CXLB73361 是一款高度集成、带自动电源路径管理(APPM)的单节锂离子电池线性充电管理芯片,专为便携式应用设计。该芯片支持 VIN 输入耐压高达 28V,内置 6.5V 过压保护(OVP),可承受适配器热插拔和电压尖峰,极大增强系统可靠性。芯片集成了自动电源路径管理功能,可在输入电源和电池之间智能切换,优先为系统负载供电,同时利用剩余电流为电池充电,实现"即插即用"体验。充电电流可通过外部电阻 ISETA 引脚 编程设定,同时通过 EN1/EN2 引脚 灵活选择 0.1A、0.5A 或 1.5A 的输入电流限制。芯片内置 热回馈调节 电路(125°C 热调节,155°C 热关断),可在芯片温度升高时自动降低充电电流,确保在任意环境温度下都能以最大安全速率充电。CXLB73361 还支持 NTC 电池温度监测(TS 引脚)、可编程安全定时器(TIMER 引脚)、预充模式(电池低于 2.8V 时以 10% 快充电流预充)和 电池断开控制(SYS OFF 引脚)。提供 电源正常指示(PGOOD)和 充电状态指示(CHG)。采用小型 WQFN-16L(3×3mm) 封装,适用于数码相机、PDA、智能手机、便携仪器等设备。

核心优势: 28V 输入耐压 | 自动电源路径管理(APPM) | 可选电流限制(0.1A/0.5A/1.5A) | 热回馈调节(125°C) | NTC 电池温度监测 | 可编程充电电流 | 可编程安全定时器 | 电池断开控制 | 过压/欠压保护 | 状态指示(CHG/PGOOD) | WQFN-16L 小型封装。

1. 产品概述与市场定位

在数码相机、PDA、智能手机、便携仪器等电池供电设备中,充电管理方案需要同时兼顾充电效率、系统供电可靠性和安全性。CXLB73361 作为一款 线性充电管理芯片,其核心优势在于 自动电源路径管理(APPM)—— 芯片可智能地在输入电源和电池之间切换,优先为系统负载(SYS 引脚)供电,剩余电流用于电池充电。当系统负载超过输入电流限制时,电池自动补充供电,确保系统始终稳定运行。这一功能对于需要"即插即用"体验的设备至关重要。

芯片的 28V 输入耐压6.5V 过压保护 可有效防止适配器异常或热插拔产生的高压尖峰损坏芯片和电池,特别适合在电源环境复杂的场合使用。热回馈调节 电路在芯片温度超过 125°C 时自动降低充电电流,将温度控制在安全范围内;NTC 温度监测 通过 TS 引脚连接电池包内的热敏电阻,在电池温度超出安全范围时暂停充电,保障电池安全。充电电流可通过 ISETA 外部电阻设定,并通过 EN1/EN2 引脚组合选择输入电流限制(0.1A/0.475A/1.5A),灵活适配不同适配器。SYS OFF 引脚 可方便地断开电池与系统的连接,适用于需要彻底断电的应用场景。CXLB73361 采用小型 WQFN-16L(3×3mm) 封装,是空间受限、对系统供电连续性有高要求的便携设备的理想选择。

2. 主要特点与技术亮点

28V 输入耐压OVP 6.5V,适配器热插拔保护
自动电源路径管理优先系统供电,电池补充
可选电流限制0.1A / 0.5A / 1.5A 可选
热回馈调节125°C 热调节,155°C 热关断
NTC 温度监测TS 引脚,电池温度保护
可编程充电电流ISETA 外部电阻设定,最大 1.2A
可编程安全定时器外部电容设定充电时长
电池断开控制SYS OFF 引脚切断电池连接
  • 高输入耐压:VIN 引脚耐压 28V,内置 6.5V 过压保护(OVP),可承受适配器热插拔尖峰和电压波动,极大增强系统鲁棒性。
  • 自动电源路径管理(APPM):智能在输入电源和电池之间切换,优先为系统负载供电,剩余电流用于充电。系统负载过重时,电池自动补充供电,确保系统稳定运行。
  • 灵活的电流配置:通过 ISETA 外部电阻设定充电电流(最大 1.2A),通过 EN1/EN2 引脚组合选择输入电流限制(0.1A/0.475A/1.5A)或挂起模式。
  • 热回馈优化充电:芯片内核温度超过 125°C 时自动降低充电电流,防止过热,确保在任意环境温度下都能以最大安全速率充电。155°C 热关断提供终极保护。
  • NTC 电池温度监测:TS 引脚连接 NTC 热敏电阻,在电池温度超出安全范围(过冷/过热)时自动暂停充电,保护电池安全。定时器在温度故障期间保持计数值并暂停计数,温度恢复后继续。
  • 可编程安全定时器:通过 TIMER 引脚外接电容设定预充和快充安全定时器时长,防止电池异常导致超时充电。快充定时器公式:t_FCHG = 14400 x C_TIMER(秒)。
  • 电池断开控制:SYS OFF 引脚可将 SYS 与 BAT 断开,适用于系统需要彻底断电的应用场景,内部由 1μA 电流源上拉至 BAT。
  • 完善的保护机制:包括输入欠压保护(UVLO,3.3V)、输入过压保护(OVP,6.5V)、电池过压保护(4.2V)、预充模式(2.8V 以下低电流充电)、自动复充(电池电压降至 4V 以下重启)、输出短路保护、热调节/热关断等。
  • 状态指示输出:提供电源正常指示(PGOOD,开漏)和充电状态指示(CHG,开漏),充电时 CHG 低电平,充电完成/故障时高阻(定时器超时以 2Hz 闪烁);PGOOD 在输入电源正常时低电平。

3. 典型应用电路

CXLB73361 的典型应用电路包括:VIN 接适配器输入(最高 28V 耐压),BAT 接电池,SYS 接系统负载。ISETA 外接电阻设定充电电流,EN1/EN2 选择输入电流限制,TIMER 外接电容设定安全定时器,TS 外接 NTC 分压网络监测电池温度,SYS OFF 控制电池断开,EN 低有效使能充电,CHG 和 PGOOD 提供状态指示输出。

典型应用电路
图1. 典型应用电路(带 APPM)

图2. CXLB73361 内部功能方框图
内部集成:自动电源路径管理(APPM)、欠压保护(UVLO)、过压保护(OVP)、功率 P-MOSFET、充电控制逻辑(预充/快充/恒压)、热回馈调节、NTC 温度监测、可编程安全定时器、电池断开控制、状态指示控制等。

4. 极限参数与电气特性(设计参考)

极限参数 (Absolute Maximum Ratings)
符号 参数 最小值 最大值 单位
VIN 输入电压 -0.3 28 V
CHG / PGOOD 状态指示引脚 -0.3 28 V
其他引脚 其他引脚电压 -0.3 6 V
IBAT 电池连续电流 2.5 A
TJ 结温范围 -40 150 °C
TSTG 存储温度 -65 150 °C
ESD (HBM) 人体模型 2 kV
推荐工作条件
参数 最小值 最大值 单位
VIN 输入电压(EN2=高,EN1=低) 4.45 6 V
VIN 输入电压(EN2=低,EN1=任意) 4.65 6 V
环境温度范围 -40 85 °C
结温范围 -40 125 °C
关键电气特性 (TA=25°C, VIN=5V, VBAT=4V)
参数 条件 典型值 单位
VIN 工作电压范围 4.2 - 6 V
充电电压 (VREG) 0~85°C 4.2 V
充电电压精度 ±1 %
充电电流范围(ISET 模式) 外部电阻设定 0.1 - 1.2 A
1.5A 模式输入限流 EN2=H,EN1=L 1.5 A
500mA 模式输入限流 EN2=L,EN1=H 0.475 A
100mA 模式输入限流 EN2=L,EN1=L 0.09 A
预充阈值电压 BAT 上升 2.85 V
预充电流比 相对于快充电流 10 %
终止电流比(ISET/1.5A/500mA) 相对于快充电流 20 %
终止电流比(USB100) 相对于快充电流 3.3 %
输入欠压阈值 (UVLO) 上升 3.3 V
输入过压保护 (OVP) 上升 6.5 V
VIN 输入耐压 28 V
热调节阈值 125 °C
热关断阈值 155 °C
VIN 供电电流(禁止) EN=高,无负载 0.8 mA
VIN 供电电流(使能) EN=低,无负载 12 mA
电池睡眠漏电流 VIN=0V 5 μA
VIN-BAT VOS 上升 200 mV
VIN-BAT VOS 下降 50 mV
VIN 到 SYS MOSFET RON ILIM=1000mA 0.2 Ω
BAT 到 SYS MOSFET RON ISYS=1A 0.05 Ω
APPM 调节电压 EN2=L,EN1=H 4.3 V

5. 工作原理与设计指导

5.1 自动电源路径管理(APPM)

CXLB73361 的 APPM 功能是其核心特色。芯片内部集成电源路径控制逻辑,可在输入电源(VIN)和电池(BAT)之间智能切换,为系统负载(SYS)供电:

  • 输入电源存在时:输入电源优先为 SYS 供电,剩余电流用于电池充电。当系统负载电流超过输入电流限制时,电池自动补充供电,确保系统电压稳定。
  • 仅电池存在时:电池通过内部路径为 SYS 供电。
  • 仅输入电源存在时:输入电源为 SYS 供电,同时为电池充电。
  • 电池补充模式:系统负载超过输入限流时,电池自动介入补充,当 VBAT - VSYS > 300mV 时触发短路保护,防止异常大电流。

这一功能确保了设备在任何工作条件下都能获得稳定的系统电源,特别适合需要"即插即用"体验的便携设备。

5.2 充电过程(三阶段充电)

CXLB73361 采用优化的充电控制算法,自动完成以下三个阶段:

  • 预充模式:当电池电压低于 2.8V 时,以快充电流的 10% 进行预充电,保护深度放电电池。
  • 快充模式(恒流):当电池电压超过 3V 后,进入恒流充电阶段。充电电流由 ISETA 引脚外接电阻设定,计算公式:I_CHG = (VISETA / RISETA) x 300(A)。
  • 恒压模式:当电池电压接近 4.2V 时,充电电流逐渐减小,直至降至终止电流阈值(快充电流的 20%)时,经过 25ms 延时后充电终止,CHG 引脚变为高阻。

5.3 输入电流限制选择

通过 EN1 和 EN2 引脚组合,可选择不同的输入电流限制,适配不同适配器:

EN2 EN1 输入电流限制
0.09A(约 100mA)
0.475A(约 500mA)
1.5A
挂起模式(Suspend)

5.4 NTC 电池温度监测

芯片通过 TS 引脚外接 NTC 热敏电阻监测电池温度。当电池温度超出安全工作范围(过冷或过热)时,充电暂停,定时器暂停计数但保持当前值。温度恢复后,充电继续,定时器从暂停点继续倒计时。温度故障期间 CHG 引脚仍保持低电平,指示充电状态。

5.5 电池断开控制(SYS OFF)

SYS OFF 引脚可控制电池与系统的连接:将 SYS OFF 引脚拉高(内部由 1μA 电流源上拉至 BAT),BAT 与 SYS 之间的开关断开,电池停止为系统供电;拉低至 GND 则恢复正常连接。该功能适用于系统需要彻底断电的应用场景。

5.6 热回馈调节与热关断

芯片内部热回馈电路监测内核温度:当温度超过 125°C 时,自动降低充电电流,将温度控制在安全范围内;若温度继续上升至 155°C,芯片关断 VIN 到 SYS 的内部开关,仅保留电池供电通路,待温度降至 135°C(155°C - 20°C)后恢复。

5.7 可编程安全定时器

通过 TIMER 引脚外接电容设定充电安全定时器时长,防止电池异常导致超时充电。预充定时器为快充定时器的 1/8,快充定时器公式:t_FCHG = 14400 x (C_TIMER / 1μF) 秒。

5.8 状态指示

芯片提供两个开漏输出引脚:CHG:充电进行时低电平,充电完成或故障时高阻(充电期间热调节或定时器超时以 2Hz 闪烁);PGOOD:输入电源正常时低电平,输入欠压/过压或无效时高阻。

6. 基于 CXLB73361 的便携设备电源设计实例

设计目标:一款手持设备,内置 3000mAh 锂聚合物电池,支持 5V/1.5A 适配器充电,系统负载峰值 1.2A,要求充电时系统可正常工作,带电池温度保护,支持电池断开控制。

  • 系统配置:选用 CXLB73361,VIN 接适配器,BAT 接电池保护板,SYS 接系统负载。ISETA 电阻设定快充电流为 1A(R_ISETA ≈ 600Ω),EN2=高、EN1=低选择 1.5A 输入限流,TIMER 电容设定 4 小时快充定时器(C_TIMER ≈ 1μF),TS 外接 10kΩ NTC 分压网络,EN 接低电平使能,CHG 和 PGOOD 接 LED 指示,SYS OFF 接 MCU GPIO 控制电池断开。
  • APPM 优势:系统负载峰值 1.2A 时,输入限流 1.5A 可覆盖大部分负载,超过时电池自动补充,系统电压稳定。
  • NTC 保护:TS 监测电池温度,过冷/过热时自动暂停充电,保障电池安全。
  • SYS OFF 应用:系统待机时可拉高 SYS OFF 断开电池连接,实现零功耗待机。
  • PCB 布局:输入电容靠近 VIN,ISETA 电阻远离噪声源,NTC 走线短,PGND 大面积铺铜散热。
设计支持: 嘉泰姆电子提供 CXLB73361 评估板、参考设计(原理图、BOM、PCB 布局)及 FAE 技术支持。

7. PCB 布局建议

  • 输入电容:VIN 引脚附近放置 1μF 陶瓷电容,尽量靠近芯片引脚,以滤除输入噪声。长线缆应用建议增加 10μF 电容。
  • 输出电容:BAT 和 SYS 引脚附近各放置 10μF 陶瓷电容,确保系统供电稳定。
  • ISETA 电阻:使用 1% 精度电阻,走线应远离功率和噪声源,以保证电流设定精度。
  • TIMER 电容:使用低漏电陶瓷电容,靠近芯片引脚,确保定时精度。
  • NTC 走线:TS 引脚走线尽量短,远离功率和噪声源,使用 10kΩ NTC 和 1% 精度分压电阻。
  • 散热设计:芯片底部裸露焊盘必须焊接至 PCB 地平面,并采用多个过孔连接至底层地平面,确保 1.5A 充电时的良好散热。根据热设计公式 PD(MAX) = (TJ(MAX) - TA) / θJA,在 TA=25°C 时最大功耗约 1.47W(θJA=68°C/W)。
  • 地线布局:AGND 和 PGND 在芯片下方单点连接,避免大电流地回路干扰。
  • 状态指示:CHG 和 PGOOD 为开漏输出,需外接上拉电阻(典型 10kΩ)至逻辑电源,再驱动 LED。
  • SYS OFF 走线:SYS OFF 为控制输入,走线应避免噪声耦合。

8. 订购信息与技术支持

CXLB73361 采用 WQFN-16L(3×3mm)封装,无铅、RoHS 合规。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、参考设计和 FAE 现场支持。

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