CXLB73370 2-4节电池5A升降压充电管理芯片
3.6V-24V宽输入 | I2C编程 | OTG输出 | 11通道ADC

版本：Rev 1.0 | 2026年7月 | 型号：CXLB73370 | 封装：WL-CSP-56B（2.93×3.46mm）

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXLB73370 是一款2至4节锂离子/锂聚合物电池升降压充电管理芯片，集成5A开关式充电控制器和电源路径管理。输入电压范围 3.6V至24V，电池充电电压最高 18.8V。通过 I2C接口 可编程充电电流、电压、输入限流等参数。集成 11通道16位ADC，支持 OTG反向输出，内置过温、过压、过流等15重保护，适用于无人机、平板、便携设备等。

1. 产品概述与市场定位

CXLB73370是专为大容量电池设备设计的高集成度充电管理方案。其宽输入电压（3.6V-24V）可兼容USB-C PD、AC-DC适配器等多种电源，支持2-4节电池（最高18.8V）。低阻抗电源路径优化了开关效率，缩短充电时间并延长电池寿命。I2C接口实现充电电流、电压、输入限流（AICR）、最小输入电压（MIVR）等灵活配置。11通道16位ADC实时监测VBUS、VBAT、VSYS、IBUS、IBAT等关键节点。采用WL-CSP-56B封装，工作温度范围-40C至85C。该芯片特别适用于需要高功率密度和灵活充电策略的应用场景，如无人机、机器人、高端平板电脑、便携医疗设备等。

与传统充电方案相比，CXLB73370在效率和集成度上具有显著优势。其升降压拓扑允许输入电压在电池电压上下波动时仍能保持稳定输出，极大提高了电源适配器的兼容性。同时，芯片内置的电源路径管理功能支持系统在电池和输入电源之间无缝切换，确保关键负载在任何情况下都不会掉电。这些特性使CXLB73370成为下一代便携式设备和工业应用的理想选择。

2. 主要特点与技术亮点

• 高效率：充电效率96.7%（2A，9V输入，8V电池），OTG效率93.8%（2A，8.4V电池，5V输出），有效降低系统发热，延长设备续航时间。
• 高精度：充电电压、电流精度高，支持10mV输出电压分辨率，满足USB-PD等精确电压需求，确保电池安全充电。
• 可编程频率：750kHz/1MHz/1.5MHz可选，适配1uH/2.2uH电感，帮助工程师在效率和EMI性能之间取得最佳平衡。
• 动态电源管理：MIVR防止输入过载，AICR精确限流，AICC自适应优化，三重机制确保输入电源始终工作在安全区间。
• 双输入功率路径：支持双输入自动/手动切换，兼容BC1.2、HOST、FRS/无缝过渡，适配多种充电场景，提升系统灵活性。
• 全面保护：OTP、JTR、输入OVP/OCP、VBAT OVP、VSYS OVP/UVP/OLP、逐周期OCP、OTG LBP/UVP/OVP等15重保护，全方位保障系统安全。
• 低功耗：Ship Mode静态电流2.56uA，Shutdown Mode仅0.6uA，极大延长电池存放寿命，适合长期待机应用。
• IBAT引脚：模拟电流检测输出，增益250mV/A，便于外部ADC或MCU实时监控电池充放电电流。
• JEITA温度保护：支持NTC热敏电阻，自适应调整充电参数，确保电池在宽温度范围内安全充电。
• 快速角色交换（FRS）：支持USB PD快速角色交换，可在输入电源断开后150us内切换至OTG模式，实现无缝供电。

3. 引脚配置与功能说明

CXLB73370主要引脚功能说明：

• VBUS（A1/B1/C1）：充电输入电压引脚，内部电流检测电路连接于VBUS和PMID之间。需外接2个10uF电容并靠近IC放置。
• PMID（A2/B2/C2/D2/E2）：连接高侧开关MOSFET（Q1）漏极，需外接3个10uF和1个0.1uF电容并靠近IC放置。
• SW1（A3/B3/C3/D3/E3）：开关节点1，连接输出电感，内部连接Q1源极和Q2漏极。
• SW2（A5/B5/C5/D5/E5）：开关节点2，连接输出电感，内部连接Q3漏极和Q4源极。
• SYS（A6/B6/C6/D6/E6）：系统输出，连接Q4漏极和SYS-BAT电流检测电路。需外接5个10uF和1个0.1uF电容并靠近IC。
• BAT（A7/B7/C7/D7/E7）：电池连接点，连接SYS-BAT电流检测电路。需外接2个10uF电容并靠近IC。
• SCL/SDA（H4/H5）：I2C时钟和数据线，需外接10k欧姆上拉电阻至逻辑电源。
• INT（G5）：开漏中断输出，低电平有效，需外接10k欧姆上拉电阻。
• CE（G4）：充电使能引脚，低电平有效，配合EN_CHG=1时使能充电。
• PG（H3）：开漏功率指示输出，低电平有效，需外接2.2k欧姆-10k欧姆上拉电阻。
• IBAT（H6）：充电电流检测模拟输出，外接10k欧姆/1%电阻至GND，增益250mV/A。
• TS（H7）：温度检测输入，外接NTC热敏电阻（103AT）和电阻分压网络。
• BATP/BATN（G7/G6）：电池正/负端检测，各串100欧姆电阻后连接电池。
• VAC1/ACDRV1（H1/H2）：输入源1检测和外部AC-RBFET栅极驱动。

4. 极限参数与电气特性

5. 工作原理与设计指导

5.1 系统架构与电源路径管理

CXLB73370采用升降压拓扑，集成4个开关MOSFET，支持输入高于或低于电池电压的双向转换。内置低阻抗电源路径，通过BATFET实现SYS与BAT的智能切换。充电时，输入经升降压为系统供电并为电池充电；电池供电时，BATFET导通，电池为系统供电。支持双输入功率选择，通过ACDRV驱动外部N-MOSFET实现VAC1/VAC2自动或手动切换。芯片的电源路径管理还包含Ship FET控制，支持Ship Mode和Shutdown Mode，在电池仅供电条件下最大化电池续航时间。当系统过载或短路时，芯片可自动进入Ship Mode，关闭SHIPFET和BATFET，保护电池和系统安全。

在正常工作时，系统电压（VSYS）由电池电压和VSYSMIN设定共同决定。当电池电压低于VSYSMIN时，BATFET工作在线性区，VSYS被调节至VSYSMIN；当电池电压高于VSYSMIN时，BATFET完全导通，VSYS跟随电池电压（典型值VBAT+25mV）。这种NVDC架构确保系统电压始终略高于电池电压，既保证了负载供电稳定性，又实现了充电效率最优化。

5.2 上电复位与默认参数配置

POR时，芯片检测PROG引脚电阻设定电池节数（2/3/4节）和开关频率（750kHz/1.5MHz）。电阻对应关系：2节（6.04k欧姆->1.5MHz，8.2k欧姆->750kHz），3节（10.5k欧姆->1.5MHz，13.7k欧姆->750kHz），4节（17.4k欧姆->1.5MHz，27.0k欧姆->750kHz）。根据电池节数自动设置VSYSMIN（2s:7V，3s:9V，4s:12V）、VBAT_REG（2s:8.4V，3s:12.6V，4s:16.8V）、ICHG_CTRL（2s:2A，3s/4s:1A）默认值。所有参数均可通过I2C重新编程，但VBAT_REG编程范围受电池节数限制（2s:5V-9.99V，3s:10V-13.99V，4s:14V-18.8V）。

5.3 充电管理与充电曲线

支持涓流（100mA）、预充（120mA）、恒流（最大5A）、恒压、背景充电五阶段。充电启动条件：Buck-Boost转换器启动，CE=0且EN_CHG=1，TS无故障，安全定时器未超时。安全定时器可分别设置涓流（1h）、预充（0.5/2h）、快充（5/8/12/24h），在AICR/MIVR/JEITA/热调节状态下时钟减半。EOC阈值可编程（120mA-1A，步进40mA），支持再充电功能（再充电延迟64ms-2048ms，再充电阈值50mV-800mV）。当EOC发生时，若EN_TE=1且BG_CHG_TMR使能，进入背景充电模式，BATFET在定时器超时后关闭，CHG_STAT指示充电完成。

5.4 输入电流管理（MIVR/AICR/AICC）

MIVR：当VBUS跌至阈值（3.6V-22V，步进0.1V）时降低充电电流，防止输入过载。AUTO_MIVR使能时自动设置（VBUS-0.7V或-1.4V）。在充电过程中，若输入电压变化，主机可设置FORCE_MIVR_DET=1触发重新检测并更新MIVR阈值。AICR：输入限流100mA-3.3A，步进10mA，AUTO_AICR根据BC1.2自动设置（SDP 0.5A，CDP 1.5A，DCP 3.25A，特殊适配器1/2/2.1/2.4A）。ILIM_HZ引脚可提供额外的限流设定（V_ILIM_HZ = 1V + 800m欧姆 x ILIM），最终输入限流取AICR和ILIM的较小值。AICC：检测到MIVR时自动降低AICR直至VBUS恢复，完成后AICC_STAT置位并中断。AICC功能可通过EN_AICC使能，FORCE_AICC可触发重新优化。

5.5 OTG模式操作

使能条件：VBAT高于OTG LBP阈值，EN_OTG=1，TS在允许范围。默认输出5V/3A，可编程VOTG（10mV步进）和IOTG。OTG模式下，芯片支持PFM控制以提升轻载效率，支持OOA（Out-of-Audio）控制避免音频干扰。电池放电超过IBAT_REG（3A/4A/5A可选，或禁用）时降低OTG电流，若输出电压跌至UVP则关闭转换器以保系统。OTG模式支持FRS（快速角色交换）和无缝过渡，可在输入电源移除后自动切换至OTG输出，维持VBUS电压。

5.6 JEITA温度保护

TS引脚外接NTC（103AT），通过电阻分压监测温度。支持冷（停止）、凉（电流降至25%/50%）、暖（电压降100-800mV）、热（停止）四区保护。OTG模式下同样支持温度保护，阈值可独立配置（OTG_COLD和OTG_HOT）。芯片提供灵活的JEITA配置寄存器，可独立设置凉区和暖区的电流/电压调整策略，以及冷/热区的充放电使能控制。

5.7 11通道16位ADC监测

监测节点：IBUS、IBAT、VBUS、VBAT、VSYS、TS、TDIE、DP/DM、VAC1/VAC2。支持单次/连续转换，IBAT/IBUS以二进制补码报告充放电电流。ADC使能后，REGN LDO在电池仅供电条件下也会开启以支持ADC转换。TS_ADC、DP_ADC、DM_ADC使能时，EN_HZ必须为0。ADC转换完成后，在单次模式下INT引脚会发送中断信号。

5.8 保护机制

包括VBUS OVP（上升/下降阈值）、VAC OVP（7V/12V/22V/26V可编程）、IBUS OCP（可禁用）、VBAT OVP（上升104.1%，下降102%）、VSYS OVP/UVP/OLP、IBAT OCP（需SHIPFET且EN_BATOC=1）、热调节（60-120C可编程，步进20C）、OTP（85-150C可编程）、OTG OVP/UVP（支持7次Hiccup重试）、逐周期OCP、REGN保护等。所有保护事件通过INT通知主机，状态寄存器可查询具体故障类型。系统过载保护（VSYS OLP）和电池过流保护（IBAT OCP）在检测到故障后会立即进入Ship Mode，关闭SHIPFET和BATFET，最大限度保护电池和系统。

6. 典型应用电路

图2. 典型应用电路（双输入带Ship FET配置）

外围元件推荐：

• 输入电容：VBUS 2x10uF（35V/X5R/0603），PMID 3x10uF（35V/X5R/0603）+0.1uF（50V/X7R/0402）
• 输出电容：SYS 5x10uF（25V/X5R/0603）+0.1uF（50V/X7R/0402），BAT 2x10uF（25V/X5R/0603）
• 功率电感：1uH（20%/6.7m欧姆）或2.2uH（20%/13.5m欧姆），尺寸6.8x7.3x3.0mm
• 开关MOSFET（Q1-Q4）：30V/32A N-MOSFET（DFN 3x3 EP）
• AC-RBFET：30V/20A N-MOSFET（DFN 3.3x3.3 EP）
• SHIPFET：P-MOSFET（DFN 3.3x3.3 EP）
• 自举电容：CBST1/CBST2 47nF（16V/X5R/0201）
• REGN电容：4.7uF（6.3V/X5R/0402）
• PROG电阻：按电池节数和频率选择（1%精度）
• TS电阻分压：按NTC规格和温度阈值计算（1%精度）

7. PCB布局建议

• 功率回路最小化：VBUS->Q1->SW1->L->SW2->Q4->SYS回路走线宽而短，SW节点面积最小化以降低EMI。
• 电容放置：PMID电容（3x10uF+0.1uF）紧靠IC，SYS电容（5x10uF+0.1uF）紧靠IC，VBUS和BAT电容分别靠近对应引脚，0.1uF高频电容必须紧贴IC。
• 电感布局：功率电感靠近SW1/SW2，走线宽以承载5A电流，电感下方避免布置敏感信号线。
• 电流采样：VBUS-PMID和SYS-BAT电流检测采用Kelvin连接，确保检测精度。
• 地线分割：PGND与AGND分开，在IC下方Exposed Pad处单点连接。CSIN/CSIP/IBAT/ILIM_HZ/TS等模拟引脚以AGND为参考地。
• 散热设计：IC下方大面积地铜箔，多热过孔散热。theta_JA=27.16C/W，T_A=25C时PD_MAX=3.86W。
• I2C走线：SCL/SDA上拉电阻（10k欧姆）靠近IC，走线远离功率噪声源。
• TS走线：TS引脚走线远离功率噪声源，避免影响温度检测精度。

8. 无人机充电设计实例

设计目标：4节锂离子电池（16.8V），20V PD适配器或24V专用充电器，充电电流5A，OTG输出5V/2A，双输入自动切换，JEITA温度保护。

• 系统配置：CXLB73370，30V/32A NMOSFET（Q1-Q4），功率电感1uH（1MHz开关频率）或2.2uH（750kHz），输入电容2x10uF，PMID电容3x10uF+0.1uF，SYS电容5x10uF+0.1uF，BAT电容2x10uF。AC-RBFET1/2选用30V/20A N-MOSFET，SHIPFET选用P-MOSFET。TS外接103AT NTC，配合电阻分压网络实现JEITA温度保护。
• 参数设置：PROG电阻设4节电池（17.4k欧姆/1.5MHz或27.0k欧姆/750kHz），VBAT_REG=16.8V，ICHG_CTRL=5A，VSYSMIN=12V，AICR=3.3A（DCP模式），MIVR=4.5V，使能AICC自适应限流。使能双输入自动切换，优先级VAC1>VAC2。使能OTG模式（5V/3A），使能JEITA温度保护（冷区-0C，热区45C，凉区和暖区自适应调整电流/电压）。使能ADC连续监测（VBUS/VSYS/VBAT/IBUS/IBAT/TS）。
• 充电过程：系统检测到VAC1输入后，自动导通AC-RBFET1，芯片完成POR和BC1.2检测，根据检测结果设置AICR。使能充电后，芯片自动完成涓流、预充、恒流（5A CC）和恒压（16.8V CV）阶段。充电过程中，若输入电源过载，AICC自动降低输入限流至VBUS恢复。若电池温度进入凉区，充电电流自动降至50%或25%；进入暖区，充电电压自动降低。ADC持续监测系统状态，任何保护事件均通过INT通知飞控系统。
• OTG功能：无人机降落后，可通过主机设置EN_OTG=1使能OTG模式，从电池输出5V/2A为摄像头、图传模块供电。OTG模式下，若电池放电电流超过5A，芯片自动降低输出功率以保护电池。若电池温度超出OTG温度范围，OTG输出自动关闭。
• 双输入切换：无人机同时连接PD适配器（VAC1）和备用电池组（VAC2）时，芯片自动选择VAC1作为主输入。当VAC1移除后，芯片在检测到VAC1
• Ship Mode管理：无人机在运输或存储状态下，主机可设置SDRV_CTRL=10进入Ship Mode，关闭SHIPFET和BATFET，静态电流仅2.56uA，极大延长电池存放寿命。通过插入充电器或按下QON按键可退出Ship Mode，恢复系统供电。

9. 订购信息与技术支持

CXLB73370采用WL-CSP-56B（2.93x3.46mm）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。批量订购可享受价格优惠和技术优先支持。