CXLB73372A 高效率降压开关充电控制器 | 2.5V-22V电池 | NTC监测 | WQFN-16L - 嘉泰姆电子

CXLB73372A 高效率降压开关充电控制器 | 2.5V-22V电池 | NTC监测 | WQFN-16L - 嘉泰姆电子

产品型号:CXLB73372A
产品类型:电池充电IC
产品系列:多节锂离子电池充电器
产品状态:量产
浏览次数:10 次
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产品简介

CXLB73372A 高效率降压开关充电控制器,支持2.5V-22V电池充电,输入4.5V-28V,充电电流可编程,精度0.5%,NTC温度监测,WQFN-16L封装,适用于笔记本、便携设备、多类型电池充电。嘉泰姆电子提供方案。

技术参数

输入电压范围 (VIN)4.5 - 28V
输出电压 (VOUT)22V
输出电流 (IOUT)2A
工作频率1MHz
转换效率95%
封装类型WQFN4x4-16
Type多节锂离子电池充电器
Charge voltage22V
Charge current2A
Battery type锂离子/聚合物
Charge methodSwitching
Charge statusNo
Protection过压/过流/过热
CommunicationQC2.0 QC3.0
FeaturesAdjustable Current Limit;Adjustable Soft-Start;Current Mode Control;Enable Input;OCP;SCP;UVP
ApplicationAC Adapter;USB
Iq1uA
电池节数2-4 节
精度±1%
充电载止电压2.9V
Built-in Power MOSFETsYes

产品详细介绍

CXLB73372A 高效率降压开关充电控制器
2.5V-22V电池充电 | 可编程电流 | NTC监测 | WQFN-16L

版本:Rev 1.0 | 2026年7月 | 型号:CXLB73372A | 封装:WQFN-16L(4x4mm)

嘉泰姆电子(JTM-IC)推出的 CXLB73372A 是一款高效率PWM降压开关充电控制器,专为单节或多节锂离子、NiMH、NiCd及铅酸电池快速充电设计。支持 2.5V至22V 宽范围电池电压,输入电压 4.5V至28V,压差低至 0.4V。充电电流可通过外部电阻轻松编程,恒压输出精度高达 0.5%。芯片集成 NTC温度监测 功能,可在电池温度超出安全范围时暂停充电,确保充电安全。采用 WQFN-16L(4x4mm) 紧凑封装,是笔记本、便携仪器及多类型电池充电器的理想选择。

核心优势: 2.5V-22V宽压充电 | 4.5V-28V输入 | 效率高达95% | 0.5%电压精度 | 可编程充电电流 | NTC温度监测 | 自动关机 | 低反向电流 | WQFN-16L封装。

1. 产品概述与市场定位

CXLB73372A是一款电流模式PWM降压开关充电控制器,适用于多种化学类型的可充电电池(锂离子、NiMH、NiCd、铅酸)。其宽输入电压范围(4.5V-28V)可兼容常见的AC-DC适配器或USB电源,电池电压可调范围2.5V-22V,满足从单节到多节电池组(最高5节锂电串联)的充电需求。芯片采用恒流/恒压控制策略,充电电流通过外部电阻编程,最大可支持数安培充电。内置NTC温度监测接口,可实时检测电池温度,在温度超出设定范围时暂停充电,保障充电安全。独特的低 dropout 设计允许在输入电压仅高出电池电压0.4V时仍能维持充电,最大限度利用适配器功率。CXLB73372A采用WQFN-16L(4x4mm)小封装,是便携设备、笔记本及工业电池充电应用的优质选择。

2. 主要特点与技术亮点

宽电池电压2.5V-22V可调
宽输入电压4.5V-28V
高精度恒压0.5%精度
可编程电流外部电阻设定
NTC监测电池温度保护
高效率高达95%
低反向电流仅10uA
紧凑封装WQFN-16L
  • 多类型电池支持:适用于锂离子、NiMH、NiCd、铅酸等可充电电池,灵活适应多种应用场景。
  • 高精度电压调节:恒压输出精度+/-0.5%,确保电池安全充满,延长电池寿命。
  • 可编程充电电流:通过外部电阻设置满量程电流,电流精度+/-5%,易于调整。
  • NTC温度监测:内置温度比较器,支持冷/热阈值设定,电池温度异常时自动暂停充电。
  • 低Dropout操作:输入电压可低至电池电压+0.4V,支持100%占空比并具备自举刷新功能,确保低压差时持续充电。
  • 自动关机与低功耗:适配器移除后自动进入休眠模式,电池反向电流仅10uA(最大),延长电池待机时间。
  • 软启动与UVLO:内部/外部软启动控制,欠压锁定保护防止适配器进入电流限制状态。
  • 紧凑封装:WQFN-16L(4x4mm)封装,适合空间受限的便携设备设计。

3. 引脚配置与功能说明

图1. CXLB73372A 引脚封装图(WQFN-16L,4x4mm,顶视图)

16引脚WQFN,4x4mm,底部散热焊盘。关键引脚:VIN(输入)、SW(开关节点)、BATT(电池反馈)、ISET(电流编程)、VC(补偿)、NTC(温度监测)、EN(使能)、VFB(电压反馈)、SNSH/SNSL(电流检测)等。

CXLB73372A主要引脚包括:VIN(输入电源)、SW(开关节点,连接电感)、BATT(电池电压反馈)、ISET(充电电流编程与补偿)、VC(内部环路补偿)、NTC(温度监测输入)、EN(使能控制)、VFB(电压反馈)、SNSH/SNSL(电流检测)、V5V(内部LDO输出)、BOOT(自举)等。详细引脚定义见数据手册。

4. 极限参数与电气特性

极限参数(Absolute Maximum Ratings)
符号 参数 最小值 最大值 单位
VIN, EN, SW, HSD 输入/开关引脚电压 -0.3 30 V
VHH, BOOT 控制引脚电压 -0.3 36 V
BATT, SNSH, SNSL 电池/检测引脚 -0.3 28 V
ISET, VC, VFB, V5V, SS, NTC 低电压引脚 -0.3 6 V
TJ 结温 - 150 degC
TSTG 存储温度 -65 150 degC
ESD(HBM) 人体模型 - 2 kV
PD(TA=25degC) 功耗 - 3.5 W
thetaJA 热阻 - 28.5 degC/W
推荐工作条件
参数 最小值 典型值 最大值 单位
输入电压(VIN) 4.5 - 28 V
电池电压(VBAT) 2.5 - 22 V
环境温度 -40 - 85 degC
结温 -40 - 125 degC
关键电气特性(典型值,TA=25degC)
参数 条件 典型值 单位
输入静态电流(无充电) - 0.5 mA
关断电流(EN=0) - 1 uA
电池反向电流(休眠) VIN浮空 10 uA
基准电压(VFB) - 2.5 V
基准精度 - +/-0.5 %
满量程电流检测电压(RS1) - 100 mV
充电电流精度 - +/-5 %
开关频率 - 500 kHz
高侧开关导通电阻 - 150 mohm
Dropout电压 - 0.4 V
UVLO阈值 - 3.8 V
NTC Cold阈值 VNTC上升 75%xV5V -
NTC Hot阈值 VNTC上升 32.5%xV5V -

5. 工作原理与设计指导

5.1 系统架构与电流模式PWM

CXLB73372A采用电流模式PWM降压拓扑,内置高侧功率N-MOSFET和低侧同步整流(需外接肖特基二极管)。充电电流通过外部检测电阻RS1采样,经放大器CA转换为采样电流ICHG,与ISET引脚电阻R4配合,产生PWM比较器的斜坡信号。电压放大器VA调节恒压环,当电池电压达到设定值时,VA接管控制并降低充电电流。内部LDO产生5V用于高侧MOSFET栅极驱动。

5.2 充电电流编程与设置

满量程充电电流由以下公式确定:IBATT = (VREF / R4) x (RS2 / RS1),其中VREF=2.5V。RS1为电流检测电阻,RS2为采样比例电阻,R4为ISET对地电阻。为获得最佳精度,RS1上的满量程压降建议为100mV。例如,设计2A充电电流,可选RS1=50mohm,R4=10kohm,则RS2=RS3=400ohm(实际可用402 ohm 1%)。为保证噪声免疫,RS2和RS3需用1%精度电阻,并采用Kelvin连接至RS1。R4建议取值范围5kohm~15kohm。

5.3 电池电压调节与反馈

恒压充电电压通过外部电阻分压器设定,分压中点接至VFB引脚。VFB内部基准为2.5V,因此VBAT = 2.5 x (1 + RF2/RF1),其中RF2连接VFB到电池正极,RF1连接VFB到地。建议RF1采用10kohm~100kohm,以确保偏置电流影响可忽略。

5.4 Dropout操作与自举刷新

CXLB73372A支持低压差充电,当VIN仅比VBATT高0.4V时,内部高侧FET可维持100%占空比。由于自举电容需定期刷新,芯片内部电路在SW电压持续高于1.3V达32个振荡周期时,会短暂关闭高侧FET并拉低SW,以重新为自举电容充电。建议BOOT引脚使用0.1uF电容以保证足够的保持时间。

5.5 温度监测(NTC)

芯片通过NTC引脚外接负温度系数热敏电阻(如103AT)监测电池温度。内部阈值VCOLD(75%xV5V)和VHOT(32.5%xV5V)决定允许充电的温度范围。当温度超出范围时,充电暂停并等待温度恢复。可通过外部电阻RT1、RT2调整阈值,计算公式见数据手册。若不需要温度监测,可将NTC引脚经10kohm电阻接V5V,同时串联一个10kohm电阻到地。

5.6 保护机制

芯片内置输入欠压锁定(UVLO,V5V<3.5V时关断)、输入过压保护(可通过外部电路实现)、电池短路保护(通过快速关断EN或外部二极管实现)、软启动(内部+外部电容可调)、热关断(160degC,迟滞30degC)等。适配器移除后自动进入休眠模式,反向电流仅10uA。

6. 典型应用电路

典型应用电路
图2. 典型应用电路(15V-28V输入,3节锂电,充电电流1A)

外围元件:输入电容C2(>=10uF低ESR陶瓷),输出电容CBATT(>=10uF X5R),功率电感L1(10uH~22uH),电流检测电阻RS1(50mohm/2A),采样电阻RS2/RS3(402ohm),编程电阻R4(10kohm),自举电容C8(0.1uF),软启动电容CSS(0.01uF~1uF),补偿网络C3/R3,VFB分压电阻RF1/RF2,续流二极管D1(肖特基),NTC热敏电阻网络等。对于可拆卸电池,建议在电池端加TVS管。

7. PCB布局建议

  • 功率回路最小化:VIN、SW、续流二极管D1、输入电容C2的环路应尽量短,以减少EMI。SW节点面积应最小化,避免耦合到敏感信号。
  • 电流检测Kelvin连接:RS1(SNSH/SNSL)必须采用差分Kelvin走线,直接从电阻两端引出,避免大电流路径干扰。
  • 输入电容与V5V电容:VIN引脚旁需放置小容量陶瓷电容(1uF以上)紧靠IC;V5V输出电容(1uF陶瓷)需靠近V5V和GND引脚。
  • 地线处理:功率地(PGND)和模拟地应分开,在散热焊盘处单点连接。散热焊盘需大面积接地并多过孔散热。
  • 电感与续流二极管:电感靠近SW引脚,续流二极管靠近SW和地,走线宽以承载大电流。
  • NTC走线:NTC引脚走线应远离开关噪声源。
  • 散热设计:WQFN-16L封装底部散热焊盘需焊接至地平面,thetaJA=28.5degC/W,TA=25degC时最大功耗3.5W。在高环境温度下需降额使用。

8. 便携设备充电设计实例

目标:设计一款2节锂离子电池(8.4V)充电器,输入来自19V笔记本适配器,充电电流2A,支持NTC温度保护。

  • 参数计算:RS1=50mohm(100mV/2A),R4=10kohm,RS2=RS3=402ohm(由公式计算得400ohm,取标准值402ohm)。
  • 电池电压设定:2节锂电满充电压8.4V,取RF1=10kohm,则RF2= (8.4/2.5-1)x10k=23.6kohm,取23.7kohm。
  • 电感选择:VIN=19V,VBAT=8.4V,f=500kHz,纹波电流取40%x2A=0.8A,L=8.4x(19-8.4)/(19x500kx0.8)=11.7uH,取10uH。
  • 输出电容:10uF X5R陶瓷电容。
  • 软启动:CSS=0.01uF,启动时间约20ms;如需更长可增加电容。
  • NTC:采用103AT热敏电阻,配合RT1/RT2设定温度窗口(默认冷75%xV5V,热32.5%xV5V)。
  • 保护:在BATT端加TVS管(如SMBJ12A)和反向保护二极管(可选)。
设计支持: 嘉泰姆电子提供CXLB73372A评估板、参考设计及FAE技术支持,助力客户快速完成产品开发。

9. 订购信息与技术支持

CXLB73372A采用WQFN-16L(4x4mm)封装,无铅、RoHS合规。提供工程样品、量产芯片及全面的技术支持。

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