FAN5401X系列 - USB兼容的单节锂离子电池开关式充电器， USB -OTG升压型稳压器
2011年9月
FAN54010 / FAN54011 / FAN54012 / FAN54013 /
FAN54014 / FAN54015
USB兼容的单节锂离子电池开关式充电器
USB -OTG升压型稳压器
特点
完全集成的，高效率的充电器，用于单节
锂离子和锂聚合物电池组
更快的充电速度比线性
充电电压精度：
0.5%
在25℃下
1%
从0到125℃的
描述
该FAN54010家庭（ FAN5401X ）结合了高
集成的开关模式充电器，以减少单细胞锂 -
离子（锂离子）从USB电源的充电时间，和一
升压型稳压器供电USB外设的电池。
充电参数和操作模式
2
通过编程，工作长达一个接口IC
3.4Mbps的。充电器和升压稳压器电路的切换
为3MHz ，以尽量减少外部无源元件的尺寸。
该FAN5401X提供电池充电分为三个阶段：
调节，恒定电流和恒定电压。
为了确保USB兼容性，并尽量减少充电时间，该
2
输入电流被限制在通过IC主机设置的值。
充电终止是由一个可编程的决定
最小电流电平。带复位控制安全计时器
2
提供了I C主机的安全备份。
集成电路（IC）的自动重新启动充电
循环时的电池低于内部阈值。如果
输入源被移除时， IC进入高阻
从电池到输入泄漏模式防止。
充电状态报告给主机通过I
2
C
端口。充电电流减小时，模具温度
达到120 ℃。
该FAN5401X可以作为升压稳压器工作
命令从系统中。升压调节器包括一个
软启动限制浪涌电流从电池。
该FAN5401X可在1.96 X 1.87毫米， 20焊球，
0.4mm间距WLCSP封装。
5%
输入电流调节精度
5%
充电电流调节精度
20V绝对最大输入电压
6V最大输入工作电压
1.45A的最大充电速率
通过可编程高速I
2
C接口
（ 3.4MB /秒）快速模式加兼容性
–
输入电流
–
–
–
快速充电/终止电流
充电器电压
终结处理启用
为3MHz同步降压PWM控制器，带有宽
占空比范围
小尺寸1H外部电感
安全定时器与复位控制
从VBUS 1.8V稳压输出的辅助电路
通过减少装弱输入源
充电电流保持最小VBUS电压
低反向漏，防止电池漏极至VBUS
5V ，支持USB OTG 500毫安升压模式为3.0 4.5V
电池输入
应用
手机，智能电话，PDA
平板电脑，便携式媒体播放器
游戏设备，数码相机
图1.典型应用
www.fairchildsemi.com
所有商标均为其各自所有者的财产。
2011仙童半导体公司
FAN5401X系列版本1.0.2
FAN5401X系列 - USB兼容的单节锂离子电池开关式充电器， USB -OTG升压型稳压器
订购信息
产品型号
FAN54010UCX
FAN54011UCX
FAN54012UCX
(1)
(1)
(1)
温度范围
-40到85°C
-40到85°C
-40到85°C
-40到85°C
-40到85°C
-40到85°C
包
20焊球，晶圆级
芯片级封装
（ WLCSP ） ，
0.4mm间距，
估计大小：
1.96 X 1.87毫米
PN位：
IC_INFO [4： 2]
011
001
011
101
111
101
包装方法
磁带和卷轴
磁带和卷轴
磁带和卷轴
磁带和卷轴
磁带和卷轴
磁带和卷轴
FAN54013UCX
FAN54014UCX
(1)
FAN54015UCX
(1)
注意：
1.初步释放而已;请联系飞兆半导体代表，了解部分可用性的信息。
表1.功能比较公司简介
产品型号
FAN54010UCX
FAN54011UCX
FAN54012UCX
FAN54013UCX
FAN54014UCX
FAN54015UCX
PN位：
REG3 [4： 2]
011
001
011
101
111
101
SLAVE
地址
1101011
1101011
1101011
1101011
1101011
1101010
自动
收费
是的
No
是的
是的
No
是的
特别
充电器
(2)
No
No
No
是的
是的
是的
安全
范围
No
No
No
是的
是的
是的
电池
缺席
行为
关闭
关闭
ON
关闭
关闭
ON
E2引脚
AUXPWR
（接
到VBAT ）
VREG
（ E3针）
PMID
关闭
1.8V
注意：
2. “专用充电器”是一个限流充电，是不是符合USB规范的来源。
表2.推荐的外部元件
部件
L1
描述
1H ± 20％ ， 1.6A
DCR = 55m ， 2520
1H ± 30％ ， 1.4A
DCR = 85m ， 2016年
10F ， 20 ％ ， 6.3V ， X5R ， 0603
4.7F ， 10 ％ ， 6.3V ， X5R ， 0603
1.0F ， 10 ％ ， 25V ， X5R ， 0603
供应商
村田： LQM2HPN1R0
参数
L
典型值。
1.0
单位
H
村田： LQM2MPN1R0
村田： GRM188R60J106M
TDK ： C1608X5R0J106M
村田： GRM188R60J475K
TDK ： C1608X5R0J475K
村田GRM188R61E105K
TDK ： C1608X5R1E105M
C
C
(3)
C
10
4.7
1.0
F
F
F
C
BAT
C
MID
C
公共汽车
注意：
3. 6.3V评级是足够的对于C
MID
由Q 3 （图3）自PMID从过电压保护的浪涌VBUS上。
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FAN5401X系列版本1.0.2
www.fairchildsemi.com
2
FAN5401X系列 - USB兼容的单节锂离子电池开关式充电器， USB -OTG升压型稳压器
框图
图2. IC及系统框图
VBUS
C
IN1
Q3
PMID
C
IN2
Q1
收费
泵
Q1A
Q1B
CSIN
SW
L1
1H
PMID
大于V
BAT
小于V
BAT
Q1A
ON
关闭
Q1B
关闭
ON
Q2
C
OUT
保护地
VBAT
系统
负载
R
SENSE
68m
+
电池
C
BAT
图3.功率级
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FAN5401X系列版本1.0.2
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3
FAN5401X系列 - USB兼容的单节锂离子电池开关式充电器， USB -OTG升压型稳压器
引脚配置
A1
A2
A3
A4
A4
A3
A2
A1
B1
B2
B3
B4
B4
B3
B2
B1
C1
C2
C3
C4
C4
C3
C2
C1
D1
D2
D3
D4
D4
D3
D2
D1
E1
E2
E3
E4
E4
E3
E2
E1
顶视图
图4. WLCSP - 20引脚分配
底部视图
引脚德网络nitions
针＃
A1, A2
A3
A4
B1-B3
B4
C1-C3
C4
D1-D3
D4
E1
E2
名字
VBUS
NC
SCL
PMID
SDA
SW
STAT
保护地
OTG
CSIN
AUXPWR
型号说明
所有
所有
所有
所有
所有
所有
所有
所有
所有
所有
充电器输入电压
和USB-OTG输出电压。旁路与1F电容到PGND 。
无连接。
无需外部连接，该引脚与IC的内部电路之间进行。
I
2
C接口串行时钟。
该引脚不应悬空。
电源输入电压。
功率输入到充电器调节器，用于将输入电流分流点
感，和高电压输入开关。旁路用最少4.7F的， 6.3V的电容到PGND 。
I
2
C接口的串行数据。
该引脚不应悬空。
交换节点。
连接到输出电感。
状态。
开漏输出指示充电状态。该IC充电时拉该引脚为低电平。
电源地。
权力换取栅极驱动和功率晶体管。从这个引脚的连接
到C的底
MID
应尽可能地短。
在这去。
使升压稳压器与OTG_EN和OTG_PL位配合
（请参阅表
16).
在VBUS上电复位（ POR ） ，该引脚设置输入电流限制在t
15MIN
充电。
电流检测输入。
连接到所述感测电阻器串联在电池。该IC采用这种
节点以感测电流至电池。绕过这个引脚与0.1F电容到PGND 。
00, 01,
辅助电源。
连接到电池组为高阻抗期间提供IC电源
02
模式。旁路与1F电容到PGND 。
充电禁用。
如果该引脚为高电平时，充电被禁止。低电平时，充电控制用
03, 04,
在我
2
I2C寄存器。当该引脚为高电平时， 15分钟计时器复位。该引脚不影响
05
32秒定时器。
所有
稳压器的输出。
连接到1F电容到PGND。该引脚可提供高达直流2毫安
负载电流。对于FAN54010 - FAN54012 ，输出电压是PMID ，它被限制为6.5V 。为
FAN54013 - FAN54015 ，输出电压调节到1.8V。
电池电压。
连接到所述电池组的正极（+）端子。绕过了0.1F
电容到PGND如果电池是通过长引线连接。
E2
关闭
E3
VREG
E4
VBAT
所有
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FAN5401X系列版本1.0.2
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4
FAN5401X系列 - USB兼容的单节锂离子电池开关式充电器， USB -OTG升压型稳压器
绝对最大额定值
应力超过绝对最大额定值可能会损坏设备。该设备可能无法正常运行或操作以上
推荐的工作条件，并强调部分这些级别是不推荐的。此外，扩展
暴露在高于推荐的工作条件下，会影响器件的可靠性。最大绝对
收视率的压力额定值只。
符号
V
公共汽车
V
STAT
V
I
V
O
dV
公共汽车
dt
参数
VBUS电压
统计电压
PMID电压
SW ， CSIN ， VBAT ， AUXPWR ，禁用电压
其他引脚电压
最大V
公共汽车
坡5.5V以上时，加速或充电器活动
静电放电
防护等级
结温
储存温度
引线焊接温度10秒
每JESD22- A114人体模型
每JESD22- C101带电器件模型
连续
脉冲， 100ms的最大非重复性
分钟。
–1.4
–2.0
–0.3
–0.3
–0.3
马克斯。
20.0
16.0
7.0
7.0
6.5
(4)
4
2000
500
单位
V
V
V
V
V / μs的
V
ESD
T
J
T
英镑
T
L
–40
–65
+150
+150
+260
°C
°C
°C
注意：
4. 6.5V或V的小
I
+ 0.3V.
推荐工作条件
推荐的操作条件表定义了真实器件的工作条件。推荐工作
条件规定，以确保最佳性能达到数据表中的规格。飞兆半导体不推荐
超过或设计，以绝对最大额定值。
符号
V
公共汽车
V
蝙蝠（最大）
dV
公共汽车
dt
参数
电源电压
当升压使最大电池电压
在VBUS短路负VBUS压摆率，
C
MID
< 4.7F
（见VBUS短路充电时）
环境温度
结温
（见热调节和保护部分）
T
A
< 60℃
T
A
> 60℃
分钟。
4
马克斯。
6
4.5
4
2
单位
V
V
V / μs的
°C
°C
T
A
T
J
–30
–30
+85
+120
热性能
结至环境热阻与具体应用和电路板布局的功能。这个数据被测量的四层
2S2P板按照JEDEC标准JESD51 。特别要注意不要超过结温
T
J（下最大）
在给定的环境温度T
A
.
对测得的数据见表11 。
符号参数
JA
JB
结至环境热阻
结到PCB的热阻
典型
60
20
单位
° C / W
° C / W
2011仙童半导体公司
FAN5401X系列版本1.0.2
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5
FAN54015 - USB兼容的单节锂离子电池开关式充电器， USB -OTG升压型稳压器
2012年12月
FAN54015
USB兼容的单节锂离子电池开关式充电器
USB -OTG升压型稳压器
特点
完全集成的，高效率的充电器，用于单节
锂离子和锂聚合物电池组
更快的充电速度比线性
充电电压精度：
0.5%
在25℃下
1%
从0到125℃的
描述
该FAN54015结合了高度集成的开关模式
充电器，以减少单节锂离子（锂离子）充电
从USB电源，升压稳压器，以时间
供电USB外围设备的电池。
充电参数和操作模式
2
通过编程，工作长达一个接口IC
3.4 Mbps的。充电器和升压稳压器电路的切换
3兆赫，以尽量减少外部无源元件的尺寸。
该FAN54015提供电池充电分为三个阶段：
调节，恒定电流和恒定电压。
为了确保USB兼容性，并尽量减少充电时间，该
2
输入电流限制可通过IC的改变
主处理器。充电终止是由确定
可编程的最小电流。带有安全定时器
复位控制提供了一个安全备份的我
2
C主机。
2
充电状态报告通过IC端口的主机。
集成电路（IC）的自动重新启动充电
循环时的电池低于内部阈值。如果
输入源被移除时， IC进入高阻
模式，从而防止泄漏从电池到输入端。
充电电流减小时，管芯温度达到
120℃ ，保护设备和印刷电路板不受损坏。
该FAN54015可以作为升压稳压器工作
命令从系统中。升压调节器包括一个
软启动限制浪涌电流从电池和用途
用于对电池进行充电的同一个外部元件。
5%
输入电流调节精度
5%
充电电流调节精度
20 V绝对最大输入电压
6 V最大输入工作电压
1.45 A最大充电速率
通过可编程高速I
2
C接口
（ 3.4 Mb / s的）与快速模式加兼容性
–
输入电流
–
–
–
快速充电/终止电流
充电器电压
终结处理启用
3 MHz的同步降压PWM控制器，带有宽
占空比范围
小尺寸1
H
外部电感器
安全定时器与复位控制
1.8 V稳压输出从VBUS的辅助电路
动态输入电压控制
低反向漏，防止电池漏极至VBUS
5 V ， 500毫安升压模式为USB OTG 3.0 V至
4.5 V电池输入
可在1.96 X 1.87毫米， 20焊球，0.4 mm间距
WLCSP封装
应用
手机，智能电话，PDA
平板电脑，便携式媒体播放器
游戏设备，数码相机
图1.典型应用
所有商标均为其各自所有者的财产。
2012仙童半导体公司
FAN54015 版本1.0.0
www.fairchildsemi.com
FAN54015 - USB兼容的单节锂离子电池开关式充电器， USB -OTG升压型稳压器
订购信息
产品型号
FAN54015UCX
温度
范围
-40到85°C
包
20焊球，晶圆级芯片尺寸封装（ WLCSP ） ，
节距为0.4mm ，估计大小： 1.96 X 1.87毫米
PN位：
IC_INFO [4： 2]
101
填料
法
磁带和
REEL
表1.功能摘要
产品型号
FAN54015UCX
从机地址
1101010
自动
收费
是的
特别
充电器
(1)
是的
安全
范围
是的
电池不存在
行为
ON
E2引脚
关闭
VREG
（ E3针）
1.8 V
注意：
1. “专用充电器”是一个限流充电，是不是符合USB规范的来源。
框图
图2. IC及系统框图
PMID
大于V
BAT
小于V
BAT
Q1A
ON
关闭
Q1B
关闭
ON
表2.推荐的外部元件
部件
L1
C
BAT
C
MID
C
公共汽车
描述
1
H
± 20 ％ ， 1.6 A ， DCR = 55 m ， 2520
1
H
± 30 ％ ， 1.4 A， DCR = 85 m ， 2016年
10
F,
20 ％ ， 6.3 V， X5R ， 0603
4.7
F,
10 ％ ， 6.3 V， X5R ， 0603
1.0
F,
10 ％ ， 25 V ， X5R ， 0603
供应商
村田： LQM2HPN1R0
村田： LQM2MPN1R0
村田： GRM188R60J106M
TDK ： C1608X5R0J106M
村田： GRM188R60J475K
TDK ： C1608X5R0J475K
村田GRM188R61E105K
TDK ： C1608X5R1E105M
参数
L
C
C
(3)
C
（典型值） 。单位
1.0
10
4.7
1.0
H
F
F
F
注意：
2. 6.3 V额定电压足以对C
MID
由Q 3 （图2） ，因为PMID从过电压保护的浪涌VBUS上。
2012仙童半导体公司
FAN54015 版本1.0.0
www.fairchildsemi.com
2
FAN54015 - USB兼容的单节锂离子电池开关式充电器， USB -OTG升压型稳压器
引脚配置
A1
A2
A3
A4
A4
A3
A2
A1
B1
B2
B3
B4
B4
B3
B2
B1
C1
C2
C3
C4
C4
C3
C2
C1
D1
D2
D3
D4
D4
D3
D2
D1
E1
E2
E3
E4
E4
E3
E2
E1
顶视图
科幻gure
3.
WLCSP - 20引脚分配
底部视图
引脚德网络nitions
针＃
A1, A2
A3
A4
B1-B3
B4
C1-C3
C4
D1-D3
D4
E1
名字
VBUS
NC
SCL
PMID
SDA
SW
STAT
保护地
OTG
CSIN
描述
充电器输入电压
和USB-OTG输出电压。旁路用1
F
电容到PGND 。
无连接。
无需外部连接，该引脚与IC的内部电路之间进行。
I
2
C接口串行时钟。
该引脚不应悬空。
电源输入电压。
功率输入到充电器调节器，用于将输入电流检测旁路点
和高电压输入的开关。旁路用最少的4.7
F,
6.3 V的电容到PGND 。
I
2
C接口的串行数据。
该引脚不应悬空。
交换节点。
连接到输出电感。
状态。
开漏输出指示充电状态。该IC充电时拉该引脚为低电平。
电源地。
权力换取栅极驱动和功率晶体管。从这个引脚的连接
的C底部
MID
应尽可能地短。
在这去。
使升压稳压器与OTG_EN和OTG_PL位配合
（见表16）。
On
VBUS上电复位（ POR ） ，该引脚设置输入电流限制在t
15MIN
充电。
电流检测输入。
连接到所述感测电阻器串联在电池。该IC采用此节点
感测电流到电池。绕过这个引脚通过一个0.1
F
电容到PGND 。
充电禁用。
如果该引脚为高电平时，充电被禁止。当低时，充电用的I控制
2
C
寄存器。当该引脚为高电平时， 15分钟计时器复位。该引脚不影响32秒
定时器。
稳压器的输出。
连接到1
F
电容到PGND 。该引脚可提供高达直流负载的2毫安
电流。输出电压为PMID ，它被限制为1.8V。
电池电压。
连接到所述电池组的正极（+）端子。旁路0.1
F
电容到PGND如果电池是通过长引线连接。
E2
关闭
E3
E4
VREG
VBAT
2012仙童半导体公司
FAN54015 版本1.0.0
www.fairchildsemi.com
3
FAN54015 - USB兼容的单节锂离子电池开关式充电器， USB -OTG升压型稳压器
绝对最大额定值
应力超过绝对最大额定值可能会损坏设备。该设备可能无法正常运行或操作以上
推荐的工作条件，并强调部分这些级别是不推荐的。此外，扩展
暴露在高于推荐的工作条件下，会影响器件的可靠性。最大绝对
收视率的压力额定值只。
符号
V
公共汽车
V
STAT
V
I
V
O
dV
公共汽车
dt
参数
VBUS电压
统计电压
PMID电压
SW ， CSIN ， VBAT ，禁用电压
其他引脚电压
最大V
公共汽车
坡度大于5.5 V时，升压或充电器活动
静电放电
防护等级
结温
储存温度
引线焊接温度10秒
每JESD22- A114人体模型
每JESD22- C101带电器件模型
连续
脉冲， 100 ms最大不重复
分钟。
–1.4
–2.0
–0.3
–0.3
–0.3
马克斯。
20.0
16.0
7.0
7.0
6.5
(3)
4
2000
500
单位
V
V
V
V
V / μs的
V
ESD
T
J
T
英镑
T
L
–40
–65
+150
+150
+260
°C
°C
°C
注意：
3，小的6.5 V或V
I
+ 0.3 V.
推荐工作条件
推荐的操作条件表定义了真实器件的工作条件。推荐工作
条件规定，以确保最佳性能达到数据表中的规格。飞兆半导体不推荐
超过或设计，以绝对最大额定值。
符号
V
公共汽车
V
蝙蝠（最大）
dV
公共汽车
dt
参数
电源电压
当升压使最大电池电压
在VBUS短路负VBUS压摆率，
C
MID
< 4.7
F
（见VBUS短路充电时）
环境温度
结温
（见热调节和保护部分）
T
A
< 60℃
T
A
> 60℃
分钟。
4
马克斯。
6
4.5
4
2
单位
V
V
V / μs的
°C
°C
T
A
T
J
–30
–30
+85
+120
热性能
结至环境热阻与具体应用和电路板布局的功能。这个数据被测量的四层
2S2P板按照JEDEC标准JESD51 。特别要注意不要超过结温
T
J（下最大）
在给定的环境温度T
A
.
对测得的数据见表11 。
符号参数
JA
JB
结至环境热阻
结到PCB的热阻
典型
60
20
单位
° C / W
° C / W
2012仙童半导体公司
FAN54015 版本1.0.0
www.fairchildsemi.com
4
FAN54015 - USB兼容的单节锂离子电池开关式充电器， USB -OTG升压型稳压器
电气规格
除非另有规定：根据图1的电路;推荐的工作温度范围对于T
J
和T
A
;
V
公共汽车
= 5.0 V ; HZ_MODE ; OPA_MODE = 0; （充电模式） ; SCL ， SDA ， OTG = 0或1.8 V ;和典型数值为T
J
=25°C.
符号
电源
参数
条件
V
公共汽车
＆ GT ; V
总线（分钟）
， PWM开关
分钟。
典型值。
10
2.5
63
0.2
马克斯。
单位
mA
mA
I
VBUS
VBUS电流
V
公共汽车
＆ GT ; V
总线（分钟）
; PWM使能，
没有开关（ OVP电池
条件） ; I_IN设置= 100毫安
0° ℃下牛逼
J
< 85°C ， HZ_MODE = 1
V
BAT
＆ LT ; V
LOWV
， 32S模式
90
5.0
20
A
A
I
LKG
VBAT到VBUS漏电流
0° ℃下牛逼
J
< 85°C ， HZ_MODE = 1 ，
V
BAT
=4.2 V, V
公共汽车
=0 V
0° ℃下牛逼
J
< 85°C ， HZ_MODE = 1 ，
V
BAT
=4.2 V
DISABLE = 1 ， 0 ℃， <牛逼
J
< 85°C ，
V
BAT
=4.2 V
3.5
T
A
=25°C
T
J
= 0 125℃
V
LOWV
＆ LT ; V
BAT
＆ LT ; V
OREG
, R
SENSE
=68 m
20毫伏
≤
V
IREG
≤
40毫伏
V
IREG
> 40毫伏
–0.5%
–1%
550
92
94
3.4
–5
上升的电压
1.05
I
BAT
在高电池的放电电流
阻抗模式
A
10
充电器电压调节
充电电压范围
V
OREG
充电电压精度
4.4
+0.5%
+1%
1450
97
97
102
100
3.7
+5
30
mA
%
%
V
%
ms
V
0.4
输入连接到GND或V
IN
V
BAT
＆ GT ; V
OREG
– V
RCH
, R
SENSE
=68 m
[V
CSIN
– V
BAT
]从3 mV至20 mV的
[V
CSIN
– V
BAT
]从20 mV到40毫伏
2 mV过
I
REG
从0至2 mA
发起并通VBUS验证
在充电过程中
1.7
50
–25
–5
30
1.8
4.29
3.71
30
1.9
4.42
3.94
0.01
1.00
400
+25
+5
V
A
mA
%
ms
V
V
V
ms
V
充电电流调节
输出充电电流范围
I
OCHRG
在整个充电电流准确度
R
SENSE
弱电池检测
弱电池阈值范围
V
LOWV
弱电池电压阈值精度
弱电尖峰脉冲时间
逻辑电平： DISABLE ， SDA ， SCL ， OTG
V
IH
V
IL
I
IN
高电平输入电压
低电平输入电压
输入偏置电流
终止电流范围
I
（ TERM ）
终止电流精度
终止电流尖峰脉冲时间
1.8V线性稳压器
V
REG
V
IN(MIN)1
V
IN(MIN)2
t
Vbus_valid
1.8V稳压器输出
VBUS输入电压崛起
最小VBUS充电时
VBUS验证时间
输入电源检测
充电终止检测
续下页...
2012仙童半导体公司
FAN54015 版本1.0.0
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