正誤表 この ADP5061 データシートリビジョン B に間違いがありましたので、お詫びして訂正いたします。こ の正誤表は、2012 年 12 月 7 日現在、アナログ・デバイセズ株式会社で確認した誤りを記したものです。 英語データシートのリビジョンが改定された場合、これらの誤りが訂正される場合があります。あらか じめご承知おきください。 正誤表作成年月日： 2012 年 12 月 7 日 対象資料：ADP5061 データシート 「パワーパスと USB 充電モード互換性を持つ I2C 設定可能な小型リニア・バッテリ・チャージャ」 対象となる日本語資料のリビジョン(Rev)：B 訂正箇所： P38 数式（4） 〔誤〕 PISOFET = RDSON_ISO × ICHG 〔正〕 PISOFET = RDSON_ISO × ICHG2 本 社／〒105-6891 東京都港区海岸 1-16-1 ニューピア竹芝サウスタワービル 電話 03（5402）8200 大阪営業所／〒532-0003 大阪府大阪市淀川区宮原 3-5-36 新大阪トラストタワー 電話 06（6350）6868 日本語参考資料 最新版英語データシートはこちら パワーパスとUSB充電モード互換性を持つ I2C 設定可能な小型リニア・バッテリ・チャージャ ADP5061 データシート 代表的なアプリケーション回路 特長 ADP5061 VBUS C1 10µF ISO_S VIN CBP C2 10nF C3 47µF SCL SDA DIG_IO1 DIG_IO2 DIG_IO3 SYSTEM ISO_B CHARGER CONTROL BLOCK BAT_SNS + Li-ion C4 22µF THR SYS_EN ILED VLED AGND 10544-001 AC OR USB PROGRAMMABLE 2.6 mm × 2 mm WLCSP パッケージを採用 I2C を使用して設定可能 柔軟なデジタル制御入力 LDO モードで AC チャージャから最大 2.1 A の電流が可能 動作入力電圧: 4.0 V～6.7 V 許容入力電圧: -0.5 V～+20 V (USB VBUS) USB 3.0 および USB バッテリ充電仕様 1.2 に準拠 電流検出機能と電流制限機能を内蔵 バッテリとチャージャ出力の間に最小オン抵抗 30 mΩ のバッテ リ・アイソレーション FET を内蔵 熱制御により温度上昇を防止 JEITA 1 および JEITA 2 リチウム・イオン・バッテリ充電温度 仕様に準拠 システム起動を保証する最小所要レベルにバッテリが到達するま で SYS_EN フラグを使ってシステムをディスエーブル可能 図 1. アプリケーション デジタル静止画カメラ デジタル・ビデオ・カメラ シングル・リチウム・イオン電池使用のポータブル機器 PDA、オーディオ、GPS 機器 ポータブル医用機器 携帯電話機 概要 ADP5061 は、USB 3.0 および USB バッテリ充電仕様 1.2 と互換 性を持つチャージャであり、ミニ USB VBUS ピンを使って電源 コンセント、自動車電源、または USB ホスト・ポートから電源 を取得して充電を行うことができます。 ADP5061 は 4 V～6.7 V の入力電圧範囲で動作し、最大許容電圧 は 20 V です。20 V の許容電圧を持つため、 USB バス着脱時に 発生するスパイクの問題が軽減されます。 ADP5061 は、リニア・チャージャ出力とバッテリの間に FET を 内蔵しています。この FET があるためバッテリのアイソレーシ ョンが可能になるのでバッテリ故障時またはバッテリ未接続時 にシステム電源の供給が可能です。この機能により、USB 電源 を接続すると直ちにシステムが機能することができます。 Rev. B 外付けの USB 検出チップを使って検出される USB 電源タイプ に応じて、ADP5061 は最適な充電と USB 互換性が得られるよう に適切な電流制限値を設定することができます。 ADP5061 には出荷時に設定可能な 3 種類のデジタル入力/出力ピ ンがあるため、様々なシステムに対応できる柔軟性を持ってい ます。これらのデジタル入力／出力ピンを使用すると、入力電 流制限値、充電のイネーブル／ディスエーブル、充電電流制限 値、専用割込み出力ピンなどの機能の組み合わせが可能になり ます。 アナログ・デバイセズ社は、提供する情報が正確で信頼できるものであることを期していますが、その情報の利用に 関して、あるいは利用によって生じる第三者の特許やその他の権利の侵害に関して一切の責任を負いません。また、 アナログ・デバイセズ社の特許または特許の権利の使用を明示的または暗示的に許諾するものでもありません。仕様 は、予告なく変更される場合があります。本紙記載の商標および登録商標は、それぞれの所有者の財産です。 ※日本語版資料は REVISION が古い場合があります。最新の内容については、英語版をご参照ください。 ©2012 Analog Devices, Inc. All rights reserved. 本 社／〒105-6891 東京都港区海岸 1-16-1 ニューピア竹芝サウスタワービル 電話 03（5402）8200 大阪営業所／〒532-0003 大阪府大阪市淀川区宮原 3-5-36 新大阪トラストタワー 電話 06（6350）6868 ADP5061 データシート 目次 特長 ................................................................................................... 1 バッテリ・アイソレーション FET ........................................... 20 アプリケーション ............................................................................ 1 バッテリの検出 .......................................................................... 20 代表的なアプリケーション回路 ..................................................... 1 バッテリ・パック温度の検出 ................................................... 21 概要 ................................................................................................... 1 I2C インターフェース................................................................. 25 改訂履歴 ........................................................................................... 2 I2C レジスタ・マップ................................................................. 26 仕様 ................................................................................................... 3 レジスタ・ビットの説明 ........................................................... 27 推奨入力容量と推奨出力容量..................................................... 6 アプリケーション情報................................................................... 35 I2C 互換インターフェースのタイミング仕様............................ 6 外付け部品 .................................................................................. 35 絶対最大定格 ................................................................................ 7 PCB レイアウトのガイドライン ............................................... 37 熱抵抗 ........................................................................................... 7 消費電力と熱についての考慮事項 ............................................... 38 ESD の注意 ................................................................................... 7 チャージャ消費電力................................................................... 38 ピン配置およびピン機能説明......................................................... 8 ジャンクション温度................................................................... 38 代表的な性能特性 ............................................................................ 9 出荷時設定オプション................................................................... 39 温度特性...................................................................................... 11 チャージャ・オプション ........................................................... 39 代表的波形.................................................................................. 13 I2C レジスタのデフォルト値 .................................................... 40 動作原理 ......................................................................................... 14 デジタル入力および出力のオプション.................................... 40 動作モードの概要 ...................................................................... 14 パッケージとオーダー情報 ........................................................... 42 はじめに...................................................................................... 15 外形寸法 ...................................................................................... 42 チャージャ・モード .................................................................. 17 オーダー・ガイド....................................................................... 42 サーマル・マネジメント .......................................................... 20 改訂履歴 10/12—Rev. A to Rev. B Deleted Bit No. 6 Row, Table 22 .......................................................29 Changed Bit No. [5:2] to Bit No. [6:2], Table 22 ...............................29 Changes to Bit No. [2:0], Default Column, Table 26..........................31 Changes to Charger Options Section and Table 42 .............................39 Changes to Table 50 ..........................................................................41 Changes to Ordering Guide ...............................................................42 8/12—Rev. 0 to Rev. A Changes to Figure 2 .............................................................................6 Changes to Figure 23 to Figure 28 .....................................................13 Changes to Table 8 ............................................................................14 Changes to Table 21 ..........................................................................28 Changes to Table 26 ..........................................................................31 Changes to Table 33 ..........................................................................34 6/12—Revision 0: Initial Version Rev. B － 2/42 － ADP5061 データシート 仕様 特に指定がない限り、−40°C < TJ < +125°C、VVIN = 5.0 V、 VHOT < VTHR < VCOLD、VBAT_SNS = 3.6 V、VISO_B = VBAT_SNS、CVIN = 10 µF、CISO_S = 22 µF、CISO_B = 22 µF、CCBP = 10 nF、すべてのレジスタはデフォルト値。 表 1. Parameter GENERAL PARAMETERS Undervoltage Lockout Hysteresis Total Input Current VINx Current Consumption Battery Current Consumption CHARGER Fast Charge Current CC Mode Symbol Min Typ Max Unit Test Conditions/Comments VUVLO 2.25 50 74 114 2.35 100 92 425 470 2.5 150 100 150 300 500 900 1500 5 V mV mA mA mA mA mA mA mA µA µA µA 0.5 0.9 mA Falling threshold, higher of VVIN and VBAT_SNS1 Hysteresis, higher of VVIN and VBAT_SNS rising1 Nominal USB initialized current level2 USB super speed USB enumerated current level (specification for China) USB enumerated current level Dedicated charger input Dedicated wall charger Charging or LDO mode DIS_IC1 = high, VISO_B < VINx < 5.5 V LDO mode, VISO_S > VBAT_SNS Standby, includes ISO_Sx pin leakage, VVIN = 0 V, TJ = −40°C to +85°C Standby, battery monitor active 750 775 mA +30 +30 +35 25 mA mA mA mA mA ILIM IQVIN IQVIN_DIS IQBATT ICHG Fast Charge Current Accuracy Trickle Charge Current2 Weak Charge Current2, 3 Trickle to Weak Charge Threshold Dead Battery Hysteresis Weak Battery Threshold Weak to Fast Charge Threshold Battery Termination Voltage Termination Voltage Accuracy Battery Overvoltage Threshold ITRK_DEAD ICHG_WEAK −40 −50 −65 16 20 ITRK_DEAD + ICHG VISO_B = 3.9 V; fast charge current accuracy is guaranteed at temperatures from TJ = −40°C to isothermal regulation limit (typically TJ = +115°C)2, 3 ICHG = 50 mA to 550 mA ICHG = 600 mA to 950 mA ICHG = 1000 mA to 1300 mA 2.4 2.5 100 2.6 V mV VTRK_DEAD < VBAT_SNS < VWEAK2, 4 On BAT_SNS2 VWEAK ΔVWEAK VTRM 2.89 3.0 100 4.200 3.11 V mV V % % % V On BAT_SNS2, 4 mA mA VBAT_SNS = VTRM IEND = 52.5 mA, TJ = 0°C to 115°C2 −0.25 −0.96 −1.15 VBATOV IEND Recharge Voltage Differential Battery Node Short Threshold Voltage2 Battery Short Detection Current Charging Start Voltage Limit Charging Soft Start Current Charging Soft Start Timer BATTERY ISOLATION FET Bump to Bump Resistance Between ISO_Sx and ISO_Bx Regulated System Voltage: VBAT Low VRCH VBAT_SHR ITRK_SHORT VCHG_VLIM ICHG_START tCHG_START Rev. B 715 450 VTRK_DEAD ΔVTRK_DEAD Charge Complete Current Charging Complete Current Threshold Accuracy Battery Supplementary Threshold 2 280 20 15 17 59 160 2.2 3.6 185 RDSONISO VISO_SFC VTHISO 3.6 3.3 0 +0.25 +0.89 +1.20 VIN − 0.075 52.5 260 2.4 20 3.7 260 3 98 83 123 390 2.5 3.8 365 mV V mA V mA ms 30 49 mΩ 3.8 3.5 5 4.0 3.7 12 V － 3/42 － mV On BAT_SNS, TJ = 25°C, IEND = 52.5 mA2 TJ = 0°C to 115°C2 TJ = −40°C to +125°C Relative to VINx voltage, BAT_SNS rising IEND = 92.5 mA, TJ = 0°C to 115°C Relative to VTRM, BAT_SNS falling2 ITRK_SHORT = ITRK_DEAD2 Voltage limit is not active by default VBAT_SNS > VTRK_DEAD On battery supplement mode, VINx = 0 V, VISO_B = 4.2 V, IISO_B = 500 mA VTRM[5:0] programming ≥ 4.00 V VTRM[5:0] programming < 4.00 V VISO_S < VISO_B, VSYS rising ADP5061 データシート Parameter LDO AND HIGH VOLTAGE BLOCKING Regulated System Voltage Load Regulation High Voltage Blocking FET (LDO FET) On Resistance Maximum Output Current VINx Input Voltage, Good Threshold Rising VINx Falling VINx Input Overvoltage Threshold Hysteresis VINx Transition Timing THERMAL CONTROL Isothermal Charging Temperature Thermal Early Warning Temperature Thermal Shutdown Temperature THERMISTOR CONTROL Thermistor Current 10,000 NTC 100,000 NTC Thermistor Capacitance Cold Temperature Threshold Resistance Thresholds Cool to Cold Resistance Cold to Cool Resistance Hot Temperature Threshold Resistance Thresholds Hot to Typical Resistance Typical to Hot Resistance JEITA1 Li-ION BATTERY CHARGING SPECIFICATION DEFAULTS5 JEITA Cold Temperature Resistance Thresholds Cool to Cold Resistance Cold to Cool Resistance JEITA Cool Temperature Resistance Thresholds Typical to Cool Resistance Cool to Typical Resistance JEITA Typical Temperature Symbol Min Typ Max Unit Test Conditions/Comments VISO_STRK 4.214 4.3 4.386 V −0.28 330 485 %/A mΩ VSYSTEM[2:0] = 000 (binary) = 4.3 V, IISO_S = 100 mA, LDO mode2 IISO_S = 0 m A to 1500 mA IVIN = 500 mA 2.1 3.9 4.0 A V RDS(ON)HV VVIN_OK_RISE VVIN_OK_FALL VVIN_OV ΔVVIN_OV TVIN_RISE TVIN_FALL 3.75 6.7 115 130 140 110 INTC_10k INTC_100k CNTC TNTC_COLD RHOT_FALL RHOT_RISE 400 40 100 0 20,500 2750 TJEITA_COLD 25,600 24,400 60 3700 3350 30,720 3950 0 RCOLD_FALL RCOLD_RISE TJEITA_COOL 20,500 RTYP_FALL RTYP_RISE TJEITA_TYP 13,200 Resistance Thresholds Warm to Typical Resistance Typical to Warm Resistance JEITA Warm Temperature RWARM_FALL RWARM_RISE TJEITA_WARM 4260 Resistance Thresholds Hot to Warm Resistance Warm to Hot Resistance JEITA Hot Temperature RHOT_FALL RHOT_RISE TJEITA_HOT 2750 Rev. B 3.7 7.2 10 10 TLIM TSDL TSD RCOLD_FALL RCOLD_RISE TNTC_HOT 3.6 6.9 0.1 25,600 24,400 10 30,720 16,500 15,900 19,800 5800 5200 45 6140 3700 3350 60 3950 － 4/42 － VISO_S = 4.3 V, LDO mode V V V µs µs Minimum rise time for VINx from 5 V to 20 V Minimum fall time for VINx from 4 V to 0 V °C °C °C °C TJ rising TJ falling μA μA pF °C No battery charging occurs Ω Ω °C No battery charging occurs Ω Ω °C No battery charging occurs Ω Ω °C Battery charging occurs at 50% of programmed level Ω Ω °C Ω Ω °C Ω Ω °C Normal battery charging occurs at default/programmed levels Battery termination voltage (VTRM) is reduced by 100 mV No battery charging occurs ADP5061 データシート Parameter JEITA2 Li-ION BATTERY CHARGING SPECIFICATION DEFAULTS5 JEITA Cold Temperature Resistance Thresholds Cool to Cold Resistance Cold to Cool Resistance JEITA Cool Temperature Resistance Thresholds Typical to Cool Resistance Cool to Typical Resistance JEITA Typical Temperature Resistance Thresholds Warm to Typical Resistance Typical to Warm Resistance JEITA Warm Temperature Resistance Thresholds Hot to Warm Resistance Warm to Hot Resistance JEITA Hot Temperature BATTERY DETECTION Battery Detection Sink Current Source Current Battery Threshold Low High Battery Detection Timer TIMERS Clock Oscillator Frequency Start Charging Delay Trickle Charge Fast Charge Charge Complete Deglitch Watchdog2 Safety Battery Short2 ILED OUTPUT PINS Voltage Drop over ILED Maximum Operating Voltage over ILED SYS_EN OUTPUT PIN SYS_EN FET On Resistance LOGIC INPUT PIN Maximum Voltage on Digital Inputs Maximum Logic Low Input Voltage Minimum Logic High Input Voltage Pull-Down Resistance Symbol Min TJEITA_COLD Typ Max 0 RCOLD_FALL RCOLD_RISE TJEITA_COOL 20,500 RTYP_FALL RTYP_RISE TJEITA_TYP 13,200 RWARM_FALL RWARM_RISE TJEITA_WARM 4260 RHOT_FALL RHOT_RISE TJEITA_HOT 2750 ISINK ISOURCE 25,600 24,400 10 30,720 16,500 15,900 19,800 Unit Test Conditions/Comments °C No battery charging occurs Ω Ω °C Battery termination voltage (VTRM) is reduced by 100 mV Ω Ω °C Ω Ω °C Battery termination voltage (VTRM) is reduced by 100 mV Ω Ω °C No battery charging occurs 5800 5200 45 6140 3700 3350 60 3950 13 7 20 10 34 13 mA mA VBATL VBATH tBATOK 1.8 1.9 3.4 333 2.0 V V ms fCLK tSTART tTRK tCHG tEND tDG tWD tSAFE tBAT_SHR 2.7 3 1 60 600 7.5 31 32 40 30 3.3 MHz sec min min min ms sec min sec 36 VILED VMAXILED 200 RON_SYS_EN 10 VDIN_MAX VIL VIH 44 5.5 5.5 0.5 1.2 215 350 610 1 Normal battery charging occurs at default/programmed levels VBAT_SNS = VTRM, ICHG < IEND Applies to VTRK, VRCH, IEND, VDEAD, VVIN_OK mV V IILED = 20 mA Ω ISYS_EN = 20 mA V V V kΩ Applies to SCL, SDA, DIG_IO1, DIG_IO2, DIG_IO3 Applies to SCL, SDA, DIG_IO1, DIG_IO2, DIG_IO3 Applies to SCL, SDA, DIG_IO1, DIG_IO2, DIG_IO3 Applies to DIG_IO1, DIG_IO2, DIG_IO3 通常は ISO_Sx または ISO_Bx から発生する低電圧ロックアウト。ある変化ケースでは、VINx から発生することもあります。 これらの値は、I2C から設定することができます。 値はデフォルト・レジスタ値で与えられます。 3 充電時の出力電流は、入力電流制限機能または等温充電モードにより制限されることがあります。 4 弱い充電モードでは、細流充電がディスエーブルされていない限り、このチャージャは、細流充電ブランチから少なくとも 20 mA の充電電流をバッテリへ供給しま す。 システムで必要とされない残りの電流もすべて、バッテリの充電に使います。 5 JEITA1 (デフォルト) または JEITA2 は、I2C 内で選択することができます。あるいは、両 JEITA 機能を I2C 内でイネーブルまたはディスエーブルすることができます。 2 Rev. B － 5/42 － ADP5061 データシート 推奨入力容量と推奨出力容量 表 2. Parameter CAPACITANCES VINx CBP ISO_Sx ISO_Bx Symbol Min Typ CVIN CBP CISO_S CISO_B 4 6 20 10 10 47 22 Max Unit Test Conditions/Comments 10 14 100 μF nF μF μF Effective capacitance Effective capacitance Effective capacitance Effective capacitance I2C 互換インターフェースのタイミング仕様 表 3. Parameter1 I2C-COMPATIBLE INTERFACE2 Capacitive Load for Each Bus Line SCL Clock Frequency SCL High Time SCL Low Time Data Setup Time Data Hold Time Setup Time for Repeated Start Hold Time for Start/Repeated Start Bus Free Time Between a Stop and a Start Condition Setup Time for Stop Condition Rise Time of SCL/SDA Fall Time of SCL/SDA Pulse Width of Suppressed Spike Symbol Min CS fSCL tHIGH tLOW tSU, DAT tHD, DAT tSU, STA tHD, STA tBUF tSU, STO tR tF tSP 0.6 1.3 100 0 0.6 0.6 1.3 0.6 20 20 0 Typ Max Unit 400 400 pF kHz µs µs ns µs µs µs µs µs ns ns ns 0.9 300 300 50 Test Conditions/Comments 1 デザインで保証します。 2 SCL の立下がりエッジの不定領域をブリッジするため、マスター・デバイスは、SDA 信号に対して最小 300 ns のホールド・タイムを保証する必要があります(図 2 参 照)。 タイミング図 SDA tLOW tF tR tSP tF tSU, DAT tBUF tR tHD, STA SCL tHD, DAT tHIGH tSU, STO tSU, STA Sr S = START CONDITION Sr = REPEATED START CONDITION P = STOP CONDITION 図 2.I2C のタイミング図 Rev. B P S 10544-002 S － 6/42 － ADP5061 データシート 絶対最大定格 熱抵抗 表 4.絶対最大定格 θJA はワーストケース条件で規定します。すなわち表面実装パッ ケージの場合、デバイスを回路ボードにハンダ付けした状態で θJA を規定します。 Parameter VIN1, VIN2, VIN3 to AGND Rating –0.5 V to +20 V All Other Pins to AGND –0.3 V to +6 V Continuous Drain Current, Battery Supplementary Mode, from ISO_Bx to ISO_Sx Storage Temperature Range 2.1 A Package Type 20-Lead WLCSP1 –65°C to +150°C 1 Operating Junction Temperature Range Soldering Conditions –40°C to +125°C JEDEC J-STD-020 表 5.熱抵抗 上記の絶対最大定格を超えるストレスを加えるとデバイスに恒 久的な損傷を与えることがあります。この規定はストレス定格 の規定のみを目的とするものであり、この仕様の動作のセクシ ョンに記載する規定値以上でのデバイス動作を定めたものでは ありません。デバイスを長時間絶対最大定格状態に置くとデバ イスの信頼性に影響を与えます。 θJA 46.8 θJC 0.7 θJB 9.2 Unit °C/W 5 × 4 アレイ、0.5 mm ピッチ (2.6 mm × 2.0 mm)、JEDEC 2S2P に準拠、4 層ボード、自然空冷。 最大消費電力 ADP5061 のパッケージ内での安全な最大消費電力は、チップの ジャンクション温度(TJ)上昇により制限されます。チップ温度約 150°C(ガラス転移温度)で、プラスチックの属性が変わります。 この温度規定値を一時的に超えた場合でも、パッケージからチ ップに加えられる応力が変化して、ADP5061 のパラメータ性能 を永久的にシフトしてしまうことがあります。175°C のジャン クション温度を長時間超えると、シリコン・デバイス内に変化 が発生して、故障の原因になることがあります。 ESD の注意 ESD（静電放電）の影響を受けやすいデバイスで す。電荷を帯びたデバイスや回路ボードは、検知さ れないまま放電することがあります。本製品は当社 独自の特許技術である ESD 保護回路を内蔵してはい ますが、デバイスが高エネルギーの静電放電を被っ た場合、損傷を生じる可能性があります。したがっ て、性能劣化や機能低下を防止するため、ESD に対 する適切な予防措置を講じることをお勧めします。 Rev. B － 7/42 － ADP5061 データシート ピン配置およびピン機能説明 BALL A1 CORNER 1 2 3 4 ILED SYS_EN SDA SCL AGND THR CBP DIG_IO3 ISO_B3 ISO_S3 VIN3 DIG_IO2 ISO_B2 ISO_S2 VIN2 BAT_SNS ISO_B1 ISO_S1 VIN1 DIG_IO1 A B C D TOP VIEW (BALL SIDE DOWN) Not to Scale 10544-003 E 図 3.ピン配置 表 6.ピン機能の説明 ピン番号 記号 タイプ1 説明 E2、D2、 C2 ISO_S1、 ISO_S2、ISO_S3 I/O 内部アイソレーション FET／バッテリ電流レギュレーション FET に対するリニア・チャージャ電源側 入力。高電流入力／出力。 E3、D3、 C3 B1 VIN1、VIN2、 VIN3 AGND I/O USB VBUS に対する電源接続。充電モードのときこれらのピンは高電流入力になります。 G アナログ・グラウンド。 E1、D1、 C1 ISO_B1、 ISO_B2、ISO_B3 I/O 内部アイソレーション FET／バッテリ電流レギュレーション FET に対するバッテリ電源側入力。 A4 SCL I I2C 互換インターフェースのシリアル・クロック。 A3 SDA I/O I2C 互換インターフェースのシリアル・データ。 E4 DIG_IO1 GPIO 入力電流制限値を設定します。このピンが直接入力電流制限値を設定します。DIG_IO1 =ロー・レベ ルまたはハイ Z の場合、入力制限値は 100 mA です。DIG_IO1 =ハイ・レベルの場合、入力制限値は 500 mA です。2、3 C4 DIG_IO2 GPIO IC1 のディスエーブル。このピンがチャージャを低電流モードに設定します。DIG_IO2 =ロー・レベ ルまたはハイ Z の場合、チャージャは通常モードで動作します。DIG_IO2 =ハイ・レベルの場合、 LDO とチャージャはディスエーブルされ、VINx 消費電流は 280 µA (typ)になります。20 V VINx 入力 保護機能がディスエーブルされ、VINx 電圧レベルは 5.5 V 以下である必要があります。2、3 B4 DIG_IO3 GPIO 充電のイネーブル。DIG_IO3 =ロー・レベルまたはハイ Z の場合、充電がディスエーブルされます。 DIG_IO3 =ハイ・レベルの場合、充電がイネーブルされます。2、3 B2 THR I バッテリ・パック・サーミスタ接続。このピンを使用しない場合は、THR と GND の間に 10 kΩ ダミー 抵抗を接続してください。 D4 BAT_SNS I バッテリ電圧検出ピン。 A1 ILED O LED インジケータに対するオープン・ドレイン出力。 A2 SYS_EN O システム・イネーブル。バッテリ・レベルが VWEAK レベルに到達したときシステムをイネーブルする バッテリ OK フラグ／オープン・ドレイン・プルダウン FET ピンです。 B3 CBP I/O バイパス・コンデンサ入力。 1 I ＝ 入力、 O ＝ 出力、 I/O ＝入力/出力、 G ＝ グラウンド、GPIO ＝ 出荷時設定の汎用入力/出力。 詳細については、デジタル入力および出力オプションのセクションを参照してください。 3 DIG_IOx 設定値は、ADP5061 の初期状態を決定します。 各 DIG_IOx ピンの設定に関係するパラメータまたはモードが変更されると (等価な I2C レジスタ・ビットの 設定により)、I2C レジスタ設定値が DIG_IOx ピン設定値より優先されます。 VINx の接続または切り離しにより、DIG_IOx ピンに対する制御がリセットされます。 2 Rev. B － 8/42 － ADP5061 データシート 代表的な性能特性 5.05 4.34 5.04 4.33 5.03 4.32 4.31 4.30 4.29 4.28 5.02 5.01 5.00 4.99 4.98 4.27 4.97 4.26 4.96 4.25 0.01 0.1 1 4.95 0.01 SYSTEM OUTPUT CURRENT (A) 図 7.システム出力電流対システム電圧、LDO モード VVIN = 6.0 V、VSYSTEM[2:0] = 111 (バイナリ) = 5.0 V 5.4 LOAD = 100mA LOAD = 500mA LOAD = 1000mA 5.0 SYSTEM VOLTAGE (V) 4.2 4.1 4.0 3.9 3.8 4.8 4.6 4.4 4.2 4.0 3.7 3.8 3.6 3.6 4.4 4.8 5.2 5.6 6.0 6.4 3.4 4.0 10544-005 6.8 INPUT VOLTAGE (V) 5.2 5.6 6.0 6.4 6.8 図 8.入力電圧 (ドロップアウト)対出力電圧、LDO モード VSYSTEM[2:0] = 111 (バイナリ) = 5.0 V 1000 700 900 600 700 CHARGE CURRENT (mA) 800 CHARGE CURRENT (mA) 4.8 INPUT VOLTAGE (V) 図 5.入力電圧 (ドロップアウト)対出力電圧、LDO モード VSYSTEM[2:0] = 000 (バイナリ) = 4.3 V LIMIT = 900mA LIMIT = 500mA LIMIT = 100mA 600 500 400 300 WEAK CHARGE 500 FAST CHARGE 400 300 200 200 TRICKLE CHARGE 100 100 3.2 3.7 BATTERY VOLTAGE (V) 4.2 0 2.3 10544-006 0 2.7 2.8 3.3 3.8 BATTERY VOLTAGE (V) 図 6.バッテリ電圧対入力電流制限充電電流 Rev. B 4.4 図 9.バッテリ電圧対バッテリ充電電流 ICHG[4:0] = 01001 (バイナリ) = 500 mA ILIM[3:0] = 1111 (バイナリ) = 2100 mA － 9/42 － 4.3 10544-009 SYSTEM VOLTAGE (V) 4.3 3.5 4.0 LOAD = 100mA LOAD = 500mA LOAD = 1000mA 5.2 10544-008 4.4 1 SYSTEM OUTPUT CURRENT (A) 図 4.システム出力電流対システム電圧、LDO モード VSYSTEM[2:0] = 000 (バイナリ) = 4.3 V 4.5 0.1 10544-007 SYSTEM VOLTAGE (V) 4.35 10544-004 SYSTEM VOLTAGE (V) 特に指定がない限り、VVIN = 5.0 V、CVIN = 10 µF、CISO_S = 44 µF、CISO_B = 22 µF、CBP = 10 nF、すべてのレジスタはデフォルト値。 ADP5061 40 40 38 38 ISOLATION FET RESISTANCE (mΩ) 36 34 32 30 28 26 24 36 34 32 30 28 26 24 3.2 3.7 4.2 BATTERY VOLTAGE (V) 20 10544-010 20 2.7 DEFAULT STARTUP DIS_LDO = HIGH DIS_IC1 = HIGH BATTERY VOLTAGE (A) 3.0 VINx CURRENT (mA) 1.0 1.5 2.0 図 12.絶縁 FET のオン抵抗 RON、VISO_B = 3.6 V 4.4 3.5 0.5 LOAD CURRENT (A) 図 10.バッテリ電圧対絶縁 FET のオン抵抗 RON IISO_S = 500 mA、VINx オープン 4.0 0 10544-012 22 22 2.5 2.0 1.5 1.0 0.7 VBAT_SNS IISO_B 4.2 0.6 4.0 0.5 3.8 0.4 3.6 0.3 3.4 0.2 3.2 0.1 CHARGE CURRENT (A) ISOLATION FET RESISTANCE (mΩ) データシート 3.0 0 2 4 6 INPUT VOLTAGE (V) 8 50 100 150 CHARGE TIME (min) 図 13.充電プロファイル ILIM[3:0] = 0110 (バイナリ) = 500 mA バッテリ容量 = 925 mAh 図 11.VINx 電圧対 VINx 電流 Rev. B 0 0 10544-011 0 － 10/42 － 10544-013 0.5 ADP5061 データシート 温度特性 STANDBY CURRENT (µA) 1.2 1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 –15 10 35 60 85 AMBIENT TEMPERATURE (°C) 0.1 0 –0.1 –0.2 –0.3 VIN = 4.0V VIN = 5.0V VIN = 5.5V 5.0 VINx QUIESCENT CURRENT (mA) 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 5 20 35 50 65 80 95 110 125 AMBIENT TEMPERATURE (°C) 10544-015 0.05 –10 5 20 35 50 65 80 95 110 125 VIN = 4.0V VIN = 5.0V VIN = 6.7V 4.5 –25 –10 図 17.システム電圧の温度特性、トリクル充電モード VISO_S = 4.3 V、 VINx = 5.0 V、 または VISO_S = 5.0 V、VINx = 6.0 V 0.40 0 –40 –25 AMBIENT TEMPERATURE (°C) 図 14.周囲温度対バッテリ・リーク電流 VINx QUIESCENT CURRENT (mA) 0.2 –0.5 –40 10544-014 0 –40 0.45 0.3 –0.4 0.1 0.50 VISO_S = 4.3V VISO_S = 5.0V 0.4 10544-017 1.3 0.5 VISO_B = 3.6V VISO_B = 4.2V VISO_B = 5.5V 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0 –40 図 15.周囲温度対 VINx 静止電流 DIS_IC1 =ハイ・レベル –25 –10 5 20 35 50 65 80 95 110 10544-018 1.4 SYSTEM VOLTAGE ACCURACY (%) 1.5 125 AMBIENT TEMPERATURE (°C) 図 18.周囲温度対 VINx 静止電流、LDO モード 0.5 VISO_S = 4.3V VISO_S = 5.0V 0.5 0.4 0.3 VTRM VOLTAGE ACCURACY (%) 0.2 0.1 0 –0.1 –0.2 –0.3 –0.4 0.3 0.2 0.1 0 –0.1 –0.2 –0.3 –0.4 –25 –10 5 20 35 50 65 80 95 110 AMBIENT TEMPERATURE (°C) 125 10544-016 –0.5 –40 VTRM = 3.8V VTRM = 4.2V VTRM = 4.5V –0.5 –40 –25 –10 5 20 35 50 65 80 AMBIENT TEMPERATURE (°C) 図 16.周囲温度対 LDO モード電圧精度 負荷 = 100 mA、VVIN = 5.5 V Rev. B 図 19.周囲温度対最終電圧 － 11/42 － 95 110 125 10544-019 SYSTEM VOLTAGE ACCURACY (%) 0.4 1.4 1.3 ICHG = 1300mA INPUT CURRENT LIMIT (A) CHARGE CURRENT (A) 1.2 1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 ICHG = 750mA 0.6 ICHG = 500mA 0.4 –40 –15 10 35 60 85 110 AMBIENT TEMPERATURE (°C) 10544-020 0.5 6.90 6.85 5 20 35 50 65 80 95 110 125 AMBIENT TEMPERATURE (°C) 10544-021 VIN OVERVOLTAGE THRESHOLD (V) 6.95 –10 図 21.周囲温度対 VINx 過電圧スレッショールド Rev. B 35 50 65 80 95 図 22.周囲温度対入力電流制限値 7.00 –25 20 AMBIENT TEMPERATURE (°C) 図 20.周囲温度対高速充電 CC モード電流 6.80 –40 1.6 1.5 ILIM = 1500mA 1.4 1.3 1.2 1.1 1.0 0.9 ILIM = 900mA 0.8 0.7 0.6 0.5 ILIM = 500mA 0.4 0.3 0.2 ILIM = 100mA 0.1 0 –40 –25 –10 5 － 12/42 － 110 125 10544-022 ADP5061 データシート ADP5061 データシート 代表的波形 VISO_S VISO_S VVIN VVIN 4 IISO_B 4 1 3 IISO_B 2 IVIN 10544-023 2 CH1 2.00V CH3 200mA CH2 200mA CH4 2.00V M1.00ms CH2 T 1.00000ms 10.0MS/s 100k points IVIN 10544-026 1 3 CH1 2.00V CH2 200mA 120mA CH3 200mA CH4 2.00V M200.0µs CH2 T 0.00000s 50.0MS/s 100k points 216mA 図 26.VBUS 切り離し 図 23.充電スタートアップ、VVIN = 5.0 V ILIM[3:0] = 0110 (バイナリ) = 500 mA ICHG[4:0] = 01110 (バイナリ) = 750 mA VISO_S IISO_B 3 4 VISO_S 4 2 2 CH2 500mA CH3 500mA 10544-024 CH2 500mA CH4 50.0mV 10544-027 IISO_S IISO_S B W M1.00ms 10.0MS/s CH2 T 2.76000ms 100k points CH4 1.00V BW M1.00ms CH2 T 2.76000ms 10.0MS/s 100k points 550mA 760mA 図 27.負荷過渡応答 IISO_Sx 負荷 = 300 mA→1500 mA→300 mA EN_CHG =ハイ・レベル ILIM[3:0] = 0110 (バイナリ) = 500 mA 図 24.負荷過渡応答 IISO_Sx 負荷 = 300 mA→1500 mA→300 mA VISO_S 2 VVIN 1 VISO_B IISO_B 2 3 B W CH3 500mA BW M40.0µs CH3 CH4 500mA T 0.00000s 25.0MS/s 10k points 3 610mA 10544-028 CH1 200mV CH2 200mV IISO_B 10544-025 IVIN 4 CH2 2.00V CH3 10.0mA BW 図 25.入力電流制限値変化 100 mA→900 mA ISO_Sx 負荷 = 66 Ω、充電 = 750 mA Rev. B M200ms T 0.00000s 5.00kS/s CH3 10k points 17.2mA 図 28.バッテリ検出波形 VSYSTEM[2:0] = 000 (バイナリ) = 4.3 V、バッテリなし － 13/42 － ADP5061 データシート 動作原理 動作モードの概要 表 7.ADP5061 動作モードの一覧 Battery Condition Any battery condition Trickle Charge Off LDO FET State Off Battery Isolation FET On/Off 5V 5V Any battery condition Any battery condition Off Off Off Off On On System Voltage ISO_Sx Battery voltage or 0 V Battery voltage Battery voltage 5V Any battery condition Off Off Off 0V 5V Any battery condition Off LDO Off 5.0 V Trickle Charge Mode 5V Battery < VTRK_DEAD On LDO Off 5.0 V Weak Charge Mode 5V On CHG CHG 3.8 V Fast Charge Mode 5V VTRK_DEAD ≤ battery < VWEAK Battery ≥ VWEAK Off CHG CHG 3.8 V (min) Charge Mode, No Battery 5V Open Off LDO Off 5.0 V Charge Mode, Battery (ISO_Bx) Short 5V Short On LDO Off 5.0 V VINx Condition 0V IC Off, Suspend LDO Mode Off, Isolation FET On LDO Mode Off, Isolation FET Off (System Off) LDO Mode, Charger Off Mode Name IC Off, Standby 1 Additional Conditions1 Disable IC1 Disable IC1 Disable LDO and enable isolation FET Enable battery charging Enable battery charging Enable battery charging Enable battery charging Enable battery charging Enable battery charging Enable battery charging 詳細については、表 8 を参照してください。 表 8.動作モードの制御 Pin Configuration Enable Battery Charging DIG_IOx DIG_IO3 Disable IC1 DIG_IO2 Equivalent I2C Address, Data 0x07, D0 Description Low = all charging modes disabled (fast, weak, trickle). High = all charging modes enabled (fast, weak, trickle). 0x07, D6 Disable IC1 Low High Disable LDO and Enable Isolation FET 0x07, D3, D0 VINx1 Supply Connected No Yes LDO_FET Off CHG ISO_FET On CHG No2 Yes Off Off On On Low = LDO enabled. High = LDO disabled. In addition, when EN_CHG = low, the battery isolation FET is on; when EN_CHG = high, the battery isolation FET is off. 1 ディスエーブル IC1 モードがアクティブで、かつ VINx 電源が接続されている場合、電源電圧レベルは、VISO_Bx < VVINx < 5.5 V を満たす必要があります。 2 ディスエーブル IC1 モードがアクティブの場合、LDO FET のバック・ゲートは制御されません。 VINx ピンが接続されていない場合、VINx の電圧は VISO_Bx − Vf にな ります(Vf = LDO FET ボディ・ダイオードの順方向電圧)。 Rev. B － 14/42 － ADP5061 データシート はじめに ADP5061 は、広範囲な携帯型アプリケーションに適するシング ル・セルのリチウム・イオン・バッテリまたはリチウム・ポリ マー・バッテリを対象とするプログラマブルな I2C チャージャ です。 このリニア・チャージャ・アーキテクチャにより、システム電 源 4.3 V～5.0 V (I2C から設定可能)で最大 2.1 A の出力電流が可 能で、専用チャージャからはバッテリへ最大 1.3 A の充電電流 が可能になります。 イスにより検出される USB 電源タイプに応じて、ADP5061 は最 適な充電と USB 互換性が得られるように正しい電流制限値を設 定することができます。この USB チャージャは、電源コンセン ト型チャージャ、ホスト・チャージャ、ハブ・チャージャ、標 準ホストおよびハブのようなすべての USB 準拠のソースで正常 に動作します。 プロセッサから I2C を使って USB チャージャを制御して充電電 流や次を含む多くのパラメータを設定することができます。 ADP5061 は 4 V～6.7 V の入力電圧範囲で動作し、最大許容電圧 は 20 V です。20 V の許容電圧を持つため、 USB バス着脱時に 発生するスパイクの問題が軽減されます。 ADP5061 は、リニア・チャージャ出力とバッテリの間に FET を 内蔵しています。この機能があるためバッテリのアイソレーシ ョンが可能になるのでバッテリ故障時またはバッテリ未接続時 にシステム電源の供給が可能です。この機能により、USB 電源 を接続すると直ちにシステムが機能することができます。 ADP5061 は、USB 3.0 および USB バッテリ充電仕様 1.2 に準拠 しています。ADP5061 は、ミニ USB VBUS ピンを使って電源コ ンセント型チャージャ、自動車用チャージャ、または USB ホス ト・ポートから充電することができます。外付け USB 検出デバ Rev. B － 15/42 － トリクル充電電流レベル トリクル充電電圧スレッショールド 弱い充電 (定電流)電流レベル 高速充電 (定電流)電流レベル 1%精度の高速充電 (定電圧)電圧レベル 高速充電安全タイマ周期 ウォッチドッグ安全タイマ・パラメータ 弱いバッテリ・スレッショールド検出 充電完了スレッショールド 再充電スレッショールド 充電イネーブル／ディスエーブル バッテリ・パック温度検出および自動チャージャ・ シャットダウン ADP5061 データシート E3 TO USB VBUS OR WALL ADAPTER D3 C3 VIN1 ISO_S1 HIGH VOLTAGE BLOCKING LDO-FET ISO_S2 VIN2 VIN3 ISO_S3 + 6.85V + LDO-FET CONTROL – VIN LIMIT D3 TO SYSTEM LOAD E3 C3 – VIN OVERVOLTAGE CBP BATTERY ISOLATION FET B3 TRICKLE CURRENT SOURCE + 3.9V – 3MHz OSC ISO_B1 + VIN GOOD – A4 A3 C4 B4 ISO_B2 D1 SCL CHARGE CONTROL DIG_IO1 DIG_IO2 ISO_B3 + SDA – E4 EOC E1 I2C INTERFACE AND CONTROL LOGIC C1 CV-MODE RECHARGE + – DIG_IO3 WEAK BATTERY DETECTION SINK + – BATTERY: OPEN SHORT + TRICKLE BAT_SNS D4 3.4V – 1.9V BATTERY DETECTION – SYS_EN + A2 SYS_EN OUTPUT LOGIC + – VIN – 150mV BATTERY OVERVOLTAGE TSD 140°C WARNING 130°C ISOTHERMAL 115°C TSD DOWN 110°C NTC CURRENT CONTROL HOT THR 0.5V B2 NTC THERMAL CONTROL WARM AGND ILED OUTPUT LOGIC COLD COOL – ILED + A1 SINGLE CELL Li-Ion 図 29.ブロック図 Rev. B － 16/42 － 10544-029 B1 ADP5061 データシート ADP5061 は、充電と機能を最適化する次を含む多くの重要な機 能を内蔵しています。 最大性能を得るためのサーマル・レギュレーション USB ホスト電流制限精度: ±5% 最終電圧精度: ±1% バッテリ温度が制限値を超えたときにチャージャを自動シ ャットダウンさせる機能を持つバッテリ・サーミスタ入力 (JEITA リチウム・イオン・バッテリ充電温度仕様に準拠) 多くのパラメータを直接制御する 3 本の外部ピン (DIG_IO1、DIG_IO2、DIG_IO3)。これらのピンは、柔軟 性を大きくするため出荷時設定が可能です。次のような機 能を出荷時に設定することができます。 充電のイネーブル／ディスエーブル。 100 mA または 500 mA 入力電流制限値の制御。 1500 mA 入力電流制限値の制御。 バッテリ充電電流の制御。 割込み出力ピン。 詳細については、デジタル入力および出力オプションのセクシ ョンを参照してください。 チャージャ・モード 入力電流制限値 VINx 入力電流制限値は、内部 I2C ILIM ビットから制御されま す。入力電流制限値は、表 9 に示すように DIG_IO1 ピンから制 御することもできます(出荷時に設定した場合)。I2C デフォルト の 100 mA からの変更は、ピン設定より優先されます。 表 9.DIG_IO1 の動作 DIG_IO1 0 1 Function 100 mA input current limit or I2C programmed value 500 mA input current limit or I2C programmed value (or reprogrammed I2C value from 100 mA default) USB 互換性 ADP5061 は、表 10 に示す条件との互換性を保証するため I2C か ら設定可能な入力電流制限値を持っています。未設定の USB ホ ストまたはハブとの互換性を持たせるため電流制限値のデフォ ルト値は 100 mA になっています。 I2C レジスタのデフォルトは 100 mA です。ILIM ビットに対する I2C 書込みコマンドは、DIG_IOx ピンより優先されるため、I2C レジスタのデフォルト値を別条件に合わせて再設定することが できます。 入力電流制限機能を使用する場合、設定された充電電流 ICHG を チャージャが満たすためには使用可能な入力電流が小さ過ぎる ことがあり、そのために充電レートが小さくなって、VIN_ILIM フラグが設定されることがあります。 バッテリ側に適切な電圧レベルがないときに電圧を VINx に接 続すると、高電圧阻止メカニズムが動作して、VIN が VIN_OK レベルに到達するまで電流を 1 mA 以下に制限します。 ADP5061 チャージャは、1 本のコネクタ VINx ピンを使う次の 接続をサポートしています (表 10 参照)。 表 10.標準 USB 制限値との入力電流互換性 Mode USB (China Only) USB 2.0 USB 3.0 Dedicated Charger Rev. B Standard USB Limit 100 mA limit for standard USB host or hub 300 mA limit for Chinese USB specification 100 mA limit for standard USB host or hub 500 mA limit for standard USB host or hub 150 mA limit for superspeed USB 3.0 host or hub 900 mA limit for superspeed, high speed USB host or hub charger 1500 mA limit for dedicated charger or low/full speed USB host or hub charger － 17/42 － ADP5061 Function 100 mA input current limit or I2C programmed value 300 mA input current limit or I2C programmed value 100 mA input current limit or I2C programmed value 500 mA input current limit or I2C programmed value 150 mA input current limit or I2C programmed value 900 mA input current limit or I2C programmed value 1500 mA input current limit or I2C programmed value ADP5061 データシート トリクル充電モード リチウム・イオン電池を過放電すると電池電圧が非常に低下し て、高い確率で電池を安全に充電できなくなります。ADP5061 チャージャでは、トリクル充電モードを使ってバッテリ・パッ ク保護回路をリセットして、電池電圧を高速充電できる安全な レベルに上げます。VTRK_DEAD を下回る電圧を持つ電池は、トリ クルモード電流 ITRK_DEAD で充電されます。トリクル充電モード のとき、CHARGER_STATUS ビットがセットされます。 トリクル充電では、LDO により ISO_Sx ノードが VISO_STRK へレ ギュレーションされ、バッテリ・アイソレーション FET がオフ になります。これは、バッテリがシステム電源から絶縁される ことを意味します。 トリクル充電モード・タイマ バッテリが過放電状態から回復できるようにするため、トリク ル充電モードの継続時間がモニタされます。電池電圧が VTRK_DEAD に到達することなくトリクル充電モードが 60 分以上 続く場合、故障状態と見なして充電を停止させます。この故障 状態は CHARGER_STATUS ビットで表示されるため、ユーザー は故障復帰のセクションで規定する故障回復手順を開始するこ とができます。 弱い充電モード (定電流) バッテリ電圧が VTRK_DEAD より高く、かつ VWEAK より低い場合は、 チャージャは中間充電モードへ切り替わります。 弱い充電モードでは、フル・システムをパワーアップさせるた めにはバッテリ電圧が低く過ぎます。バッテリ・レベルが低い ため、USB トランシーバは電源を得ることができないので、 USB ホストへの電流を増やすことができません。このため、 USB の制限は 100 mA に維持されます。 マイクロコントローラおよび／またはシステム・アーキテクチャ から要求される電流値に応じて、システム・マイクロコントロ ーラはチャージャ出力電圧 (VISO_SFC)から電源を得ることができ る場合とできない場合があります。 ISO_Sx ピンからマイクロコ ントローラへ電源を供給する場合、マイクロコントローラを動 作させるために (その必要がある場合)、バッテリ充電電流 (ICHG_WEAK)を 20 mA を超えて増やすことはできません。また、 ICHG_WEAK も 100 mA の USB 制限値を超えて増やすことはできま せん。このため、バッテリ充電電流は次のように設定してくだ さい。 • • リニアトリクルチャージャ・ブランチを使って、デフォルト の 20 mA を設定してください (メイン・チャージャ出力 ISO_Sx からマイクロプロセッサへ電源を供給する場合、マ イクロプロセッサの動作を維持するため)。メイン・チャー ジャ出力 ISO_Sx の残りの電流はすべて、バッテリの充電 に使います。 弱い電流モードでは、その他の機能があると、弱い充電電 流がフル設定値に到達できなくなってしまいます。ある動 作条件下で、等温充電モードまたは USB 互換性のための入 力電流制限機能から、設定された弱い充電電流値が影響を受 けることがあります。弱い充電では、バッテリ・アイソレ ーション FET により ISO_Sx ノードが VISO_SFC へレギュレー ションされます。 Rev. B 高速充電モード (定電流) バッテリ電圧が VTRK_DEAD と VWEAK を超えると、チャージャは高 速充電モードへ切り替わって、定電流 ICHG でバッテリを充電し ます。高速充電モード (定電流)では、CHARGER_STATUS ビッ トが 010 に設定されます。 定電流モードでは、その他の機能があると、ICHG 電流がフル設 定値に到達できなくなってしまいます。ある動作条件下で、等 温充電モードまたは USB 互換性のための入力電流制限機能から、 ICHG 値が影響を受けることがあります。VISO_B < VISO_SFC の場合、 ISO_Sx の電圧が VISO_SFC を維持するように、バッテリ・アイソ レーション FET によりレギュレーションされます。 高速充電モード (定電圧) バッテリが充電されると、電圧が上昇して最終電圧 VTRM に到達 します。ADP5061 チャージャは、BAT_SNS ピンの電圧をモニタ して充電を終了するタイミングを決めていますが、バッテリ・ パックの内部 ESR、プリント回路ボード (PCB)の抵抗、その他 の寄生直列抵抗との組み合わせにより、BAT_SNS ピンの検出ポ イントと電池端子の間に電圧降下が発生します。この影響を補償 して電池をフル充電するため、 BAT_SNS ピンで最終電圧が検出 されると、ADP5061 は定電圧充電モードになります。ADP5061 は電池の充電が続く間、充電電流を穏やかに減らして、BAT_SNS ピンの VTRM 電圧を維持します。高速充電モード (定電圧)では、 CHARGER_ STATUS レジスタがセットされます。 高速充電モード・タイマ バッテリが正常に充電されるようにするため、高速充電モード の継続時間がモニタされます。BAT_SNS ピンの電圧が VTRM に 到達することなく、高速充電モードが tCHG より長く続くと、故 障状態と見なして、充電を停止させます。この故障状態は CHARGER_STATUS ビットで表示されるため、ユーザーは故障 復帰のセクションで規定する故障回復手順を開始することがで きます。 高速充電モードが tCHG より長く続いて、BAT_SNS ピン電圧が VTRM に到達しても、充電電流が IEND より小さくならない場合に は、充電を停止させます。この状況では故障状態を表示しない で、再充電スレッショールドに到達した場合、充電を通常通り 再開します。 ウォッチドッグ・タイマ ADP5061 チャージャは、プロセッサから充電を制御するための プログラマブルなウォッチドッグ・タイマ機能を内蔵していま す。ADP5061 チャージャがプロセッサの動作が必要と判断した 場合、すなわちプロセッサが最初に RESET_WD ビットをセッ トした場合またはバッテリ電圧が弱いバッテリ・スレッショール ド VWEAK より高い場合に、このウォッチドッグ・タイマは動作 を開始します。ウォッチドッグ・タイマが開始された後は、ウ ォッチドッグ・タイマ周期 tWD 以内に周期的にリセットされる 必要があります。 チャージャ・モードでは、リセットがないためにウォッチドッ グ・タイマがタイムアウトすると、ADP5061 チャージャはソフ トウェア問題が発生して安全タイマ tSAFE が開始されたともの見な します。詳細については、安全タイマのセクションを参照して ください。 － 18/42 － ADP5061 データシート 安全タイマ チャージャ・モードでは、ウォッチドッグ・タイマがタイムア ウトすると、ADP5061 チャージャが安全タイマ tSAFE を開始させ ます(ウォッチドッグ・タイマのセクション参照)。チャージャ が安全タイマを開始させたときにプロセッサに充電パラメータ が設定されていた場合は、ILIM はデフォルト値に設定されます。 充 電 が tSAFE の 間 続 い た 後 、 チ ャ ー ジ ャ は オ フ に な り CHARGER_STATUS ビットがセットされます。 充電の完了 ADP5061 チャージャは、定電圧高速充電モードで充電電流をモ ニタします。電流が tEND の間 IEND を下回ると、充電が停止して CHDONE フラグがセットされます。充電電流が tEND より短い間 IEND を下回り、その後に IEND を再度超えた場合は、tEND タイマが リセットされます。 再充電 充電完了が検出された後および充電の休止後に、バッテリが通 常の使用で放電する間、ADP5061 チャージャは BAT_SNS ピン をモニタします。BAT_SNS ピン電圧が VRCH を下回ると、チャ ージャは充電を再開させます。多くの場合、再充電スレッショ ールドを超えると、チャージャは直接、定電圧の高速充電モー ドで動作を開始します。 再充電機能は I2C でディスエーブルできますが、ステータス・ ビット (レジスタ 0x0C、ビット D3)により再充電サイクルが必 要なことをシステムへ通知します。 IC イネーブル／ディスエーブル ADP5061 IC は、DIG_IO2 デジタル入力ピン(出荷時設定の場合) または I2C レジスタを使ってディスエーブルすることができま す。 IC がディスエーブルされると、すべての内部制御回路がデ ィスエーブルされます。IC1 オプションをディスエーブルする と、LDO FET とバッテリ・アイソレーション FET の状態も制御 することができます。 IC1 モードのディスエーブル時、すべての内部制御回路がディ スエーブルされているため、VINx の高電圧が内部電源電圧に渡 されることに注意することは、非常に重要です。VINx 電源電圧 は次の条件を満たす必要があります。 VISO_B < VINx < 5.5 V バッテリ充電のイネーブル／ディスエーブル ADP5061 の充電機能は、I2C EN_CHG ビットをロー・レベルに 設定してディスエーブルすることができます。この状況ではシ ステムに対する LDO はまだ動作中で、I2C でデフォルトに、ま たは 4.3 V～5.0 V の I2C 設定システム電圧に設定することがで きます(詳細については、I2C レジスタの説明を参照)。 ADP5061 の充電機能は、外部 DIG_IOx ピンからも制御すること ができます (出荷時に設定した場合)。I2C EN_CHG ビットの変 更は、ピン設定より優先されます。 Rev. B 充電防止用のバッテリ電圧制限機能 ADP5061 チャージャのバッテリ・モニタは、バッテリ電圧をモ ニタして、充電開始(EN_CHG または DIG_IO3 でイネーブル)時 にバッテリ電圧が VCHG_VLIM (3.7 V (typ))を超えたとき充電を防止 するように設定することができます。この機能を使うと、半放 電バッテリの不必要な充電を防止することができます。したが って、リチウム・イオン・バッテリ電池の寿命を延ばすことがで きます。バッテリ電圧が VCHG_VLIM を下回ると、充電が自動的に 開始され、バッテリ電圧が VTRM (4.2 V (typ))に到達するまでフル 充電サイクルが続きます。 デフォルトでは、充電電圧制限機能はディスエーブルされてお り、I2C レジスタ 0x08 のビット EN_CHG_VLIM からイネーブル することができます。 SYS_EN 出力 ADP5061 は、バッテリがシステム起動に要する最小レベルにあ る間にシステムをイネーブルする SYS_EN オープン・ドレイン FET を内蔵しています。最小バッテリ電圧条件および／または 最小バッテリ充電レベル条件がある場合、SYS_EN の動作は I2C から設定することができます。SYS_EN の動作は、表 11 に示す 4 種類の動作条件を出荷時に設定することができます。 表 11.SYS_EN モードの説明 SYS_EN Mode Selection 00 01 10 11 Description SYS_EN is activated when LDO is active and system voltage is available. SYS_EN is activated by the ISO_Bx voltage, battery charging mode. SYS_EN is activated and the isolation FET is disabled when the battery drops below VWEAK. This option is active, when VINx = 0 V and the battery monitor is activated from Register 0x07, Bit D5 (EN_BMON). SYS_EN is active in LDO mode when the charger is disabled. SYS_EN is active in charging mode when ISO_Bx ≥ VWEAK. インジケータ LED 出力 (ILED) ILED は、インジケータ LED 接続用のオープン・ドレイン出力で す。オプションで、ILED 出力はマイクロコントローラに対する ステータス出力として使用することができます。インジケータ LED モードを表 12 に示します。 表 12.インジケータ LED 動作モード ADP5061 Mode IC Off LDO Mode Off LDO Mode On Charge Mode Timer Error (tTRK, tCHG, tSAFE) Overtemperature (TSD) － 19/42 － ILED Mode Off Off Off Continuously on Blinking Blinking On/Off Time 167 ms/833 ms 1 sec/1 sec ADP5061 データシート サーマル・マネジメント バッテリ・アイソレーション FET 等温充電 ADP5061 は、チップ温度が TLIM (115°C (typ))を超えたとき充電 電流を制限するサーマル帰還ループを内蔵しています。チップ 消費電力とチップ温度が上昇すると、充電電流が自動的に削減さ れて、チップ温度を推奨温度範囲に維持します。消費電力の削 減または周囲温度の低下によりチップ温度が下がると、充電電 流は設定されたレベルに戻ります。等温充電では、 THERM_LIM I2C フラグがハイ・レベルに設定されます。 ADP5061 チャージャは、電源パスを制御するバッテリ・アイソ レーション FET を内蔵しています。バッテリ・アイソレーショ ン FET は、放電したリチウム・イオン電池をトリクル充電モー ドと高速充電モードでシステム電源から切り離すため、システ ムの電源を常に供給することができます。 このサーマル帰還制御ループを使うと、最悪条件ではなく typ 条件に基づいて充電電流を設定することができます。 ADP5061 は、LDO モードで ISO_Sx 負荷電流を制限するサーマ ル帰還ループを内蔵していません。LDO モードでチップの消費 電力によりチップ温度が 130°C を超えると、割込みが発生しま す。チップ温度が 140°C を超えて上昇すると、デバイスはサー マル・シャットダウンします。 サーマル・シャットダウンとサーマル早期警告 ADP5061 チャージャは、サーマル・シャットダウン・スレッシ ョールド検出器を内蔵しています。チップ温度が TSD を超える と、ADP5061 チャージャがディスエーブルされて、TSD 140°C ビットがセットされます。チップ温度が下限値 TSD を下回ると、 ADP5061 チャージャが再イネーブルされて、TSD 140°C ビット がリセットされます。TSD 140°C ビットをリセットするときは、 I2C 故障レジスタ 0x0D へ書込みを行うか、または電源を切った 後に再投入します。 チップ温度が TSD に到達する前に、TSDL を超えると早期警告ビ ットがセットされます。この機能により、サーマル・シャット ダウンが発生する前にシステムの消費電力を調整することでサー マル・シャットダウンが起動してシステムへの電源供給が止まる のを防止することができます。 故障復帰 次の動作の前に、故障の原因が除かれたことを確認することは 重要です。 チャージャの故障から復旧するときは (CHARGER_STATUS = 110 のとき)、VINx の電源を切った後に再投入するか、または故障 レジスタの I2C 故障ビットにハイ・レベルを書込んでリセット します。 VINx が VVIN_OK を下回ると、バッテリ・アイソレーション FET がフル導通モードになります。 トリクル充電モードでは、バッテリ・アイソレーション FET は オフになります。バッテリ電圧が VTRK を超えると、バッテリ・ アイソレーション FET は、システム電圧レギュレーション・モ ードへ切り替わります。システム電圧レギュレーション・モー ドでは、バッテリ・アイソレーション FET が ISO_Sx ピンの VISO_SFC 電圧を維持します。バッテリ電圧が VISO_SFC を超えると、 バッテリ・アイソレーション FET はフル導通モードになります。 バッテリ・アイソレーション FET は、システム電源で高電流機 能をサポートするときバッテリを補間します。ISO_Sx の電圧が ISO_Bx を下回ると、バッテリ・アイソレーション FET はフル 導通モードになります。ISO_Sx の電圧が ISO_Bx を超えると、 アイソレーション FET はリチウム・イオン電池電圧とリニア・ チャージャ・モードに応じて、レギュレーション・モードまた はフル導通モードになります。 バッテリの検出 バッテリ電圧レベルの検出 ADP5061 チャージャは、バッテリの不在を検出するバッテリ検 出メカニズムを内蔵しています。このチャージャは、 ISO_Bx/BAT_SNS ノードに対してシンク電流とソース電流をア クティブに供給して、電圧の時間変化を検出します。シンク・ フェーズで充電されたバッテリを検出し、ソース・フェーズで 放電したバッテリを検出します。 シンク・フェーズ (図 30 参照)では、ISO_Bx/ BAT_SNS ピンから 時間 tBATOK だけ ISINK 電流を流します。tBATOK タイマのタイムアウ ト時に BAT_SNS ピンが VBATL を下回ると、チャージャはバッテ リが存在しないものと見なして、ソース・フェーズを開始します。 tBATOK タイマのタイムアウト時に BAT_SNS ピンが VBATL を上回 ると、チャージャはバッテリが存在するものと見なして、新しい 充電サイクルを開始します。 ソース・フェーズでは、 ISOURCE 電流を時間 tBATOK だけ ISO_Bx /BAT_SNS ピンへ流します。tBATOK タイマのタイムアウト前に BAT_SNS ピンが VBATH を超えると、チャージャはバッテリが存 在しないものと見なします。tBATOK タイマのタイムアウト時に BAT_SNS ピンが VBATH 電圧を超えないとき、チャージャはバッ テリが存在するものと見なして、新しい充電サイクルを開始しま す。 Rev. B － 20/42 － ADP5061 データシート SOURCE PHASE SINK PHASE VBATL VBATH ISOURCE LOGIC STATUS tBAT_OK LOGIC STATUS tBAT_OK OPEN OR SHORT OPEN ISO_Bx 10544-030 OPEN OPEN ISINK ISO_Bx 図 30.シンク・フェーズ ISO_Bx SHORT OR LOW BATTERY tBAT_SHR SHORT ISO_Bx 10544-031 tBAT_OK LOGIC STATUS SHORT OPEN OR SHORT SHORT SHORT ISINK tBAT_OK LOGIC STATUS ISOURCE LOGIC STATUS ISO_Bx TRICKLE CHARGE VBAT_SHR SOURCE PHASE VBATH VBATL ITRK_DEAD SINK PHASE 図 31.トリクル充電 バッテリ (ISO_Bx)短絡の検出 バッテリの短絡は、バッテリ故障状態またはバッテリ保護回路 のイネーブル時に発生します。 トリクル充電を開始するとき、ADP5061 チャージャはバッテリ 電圧をモニタします。このバッテリ電圧が規定のタイムアウト 時間 tBAT_SHR 内に VBAT_SHR を超えない場合、故障が発生したもの と見なされ、バッテリ・アイソレーション FET をオフにして、 チャージャは停止されますが、システム電圧はリニア・レギュ レータにより VISO_STRK に維持されます。 ソース・フェーズの後、ISO_Bx または BAT_SNS レベルが VBATH を下回っている場合、バッテリ電圧が低いか、またはバッ テリ・ノードの短絡が考えられます。バッテリ電圧が低いため、 トリクル充電モードが開始されます (図 31 参照)。tBAT_SHR の経過 後に、BAT_SNS レベルが VBAT_SHR を下回っている場合には、 ADP5061 はバッテリ・ノードが短絡しているものと見なします。 バッテリ短絡の場合、トリクル充電ブランチはアクティブになり、 60 分のトリクル充電モード・タイマがタイムアウトするまでバ ッテリに対するトリクル充電電流が維持されます。 バッテリ・パック温度の検出 バッテリ・サーミスタ入力 ADP5061 チャージャは、バッテリ・パック温度が規定の範囲外 にあるとき充電しないようにするバッテリ・パック温度検出機 能を内蔵しています。THR ピンは、バッテリ・パック・サーミ スタ端子に直接接続するオン／オフ・スイッチング電流源を提 供します。THR 電流源の動作時間は 167 ms です。 Rev. B バッテリ・パック温度検出機能は、表 13 の条件を使って、I2C から制御することができます。EN_THR (レジスタ 0x07)に対す る I2C レジスタのデフォルト設定は 0 で、温度検出機能はオフに なっています。 表 13.THR 入力機能 Conditions VINx Open or VIN = 0 V to 4.0 V Open or VIN = 0 V to 4.0 V 4.0 V to 6.7 V VISO_B <2.5 V >2.5 V Don't care THR Function Off Off, controlled by I2C Always on バッテリ・パック・サーミスタを直接 THR ピンへ接続しない場 合には、10 kΩ (許容誤差 ±20%)のダミー抵抗を THR 入力と GND の間に接続する必要があります。THR ピンをオープンのま まにすると、バッテリ温度 0°C 以下が擬似検出されて、充電がデ ィスエーブルされることがあります。 ADP5061 チャージャは、THR ピンの電圧をモニタし、電流が 0°C 以下または 60°C 以上の範囲外になると、充電を停止させま す。 ADP5061 チャージャは、25°C で 10 kΩ または 25°C で 100 kΩ (出荷時設定)の公称室温値を持つバッテリ・パック内の NTC サ ーミスタと組み合わせて使用するようにデザインされています。 ADP5061 チャージャは、温度係数カーブ (ベータ)を持つバッテ リ・パック内の NTC サーミスタと組み合わせて使用するように デザインされています。出荷時設定では、3150～4400 の範囲の 8 種類のベータ値をサポートします (表 44 参照)。 － 21/42 － ADP5061 データシート JEITA リチウム・イオン・バッテリ温度充電仕様 ADP5061 は、表 14 と表 16 に示す、それぞれ JEITA1 と JEITA2 のリチウム・イオン・バッテリ充電温度仕様に準拠しています。 もできます。 JEITA 機能は、I2C インターフェースを使ってイネーブルするこ とができます。また、オプションで JEITA1 機能または JEITA2 機能を I2C で選択することができます。あるいは、JEITA1 また は JEITA2 を出荷時設定のデフォルトとしてイネーブルすること • • ADP5061 がホットまたはコールドのバッテリ状態を識別すると、 ADP5061 は次の動作を行います。 バッテリの充電を停止します。 バッテリ・アイソレーション FET を接続またはイネーブル して、ADP5061 が LDO モードを続けるようにします。 表 14.JEITA1 仕様 Parameter JEITA1 Cold Temperature Limits JEITA1 Cool Temperature Limits Symbol IJEITA_COLD IJEITA_COOL IJEITA_TYP Conditions No battery charging occurs Battery charging occurs at approximately 50% of programmed level—see Table 15 for specific charging current reduction levels Normal battery charging occurs at default/programmed levels JEITA1 Typical Temperature Limits JEITA1 Warm Temperature Limits IJEITA_WARM JEITA1 Hot Temperature Limits IJEITA_HOT Min 0 Max 0 10 Unit °C °C 10 45 °C Battery termination voltage (VTRM) is reduced by 100 mV from programmed value 45 60 °C No battery charging occurs 60 °C 表 15.JEITA1 削減充電電流レベル、バッテリ低温度 ICHG[4:0] (Default) 00000 = 50 mA 00001 = 100 mA 00010 = 150 mA 00011 = 200 mA 00100 = 250 mA 00101 = 300 mA 00110 = 350 mA 00111 = 400 mA 01000 = 450 mA 01001 = 500 mA 01010 = 550 mA 01011 = 600 mA ICHG JEITA1 50 mA 50 mA 50 mA 100 mA 100 mA 150 mA 150 mA 200 mA 200 mA 250 mA 250 mA 300 mA ICHG[4:0] (Default) 01100 = 650 mA 01101 = 700 mA 01110 = 750 mA 01111 = 800 mA 10000 = 850 mA 10001 = 900 mA 10010 = 950 mA 10011 = 1000 mA 10100 = 1050 mA 10101 = 1100 mA 10110 = 1200 mA 10111 = 1300 mA ICHG JEITA1 300 mA 350 mA 350 mA 400 mA 400 mA 450 mA 450 mA 500 mA 500 mA 550 mA 600 mA 650 mA 表 16.JEITA2 仕様 Parameter JEITA2 Cold Temperature Limits JEITA2 Cool Temperature Limits JEITA2 Typical Temperature Limits JEITA2 Warm Temperature Limits JEITA2 Hot Temperature Limits Rev. B Symbol IJEITA_COLD IJEITA_COOL IJEITA_TYP Conditions No battery charging occurs Battery termination voltage (VTRM) is reduced by 100 mV from programmed value Normal battery charging occurs at default/programmed levels 0 10 IJEITA_WARM IJEITA_HOT Battery termination voltage (VTRM) is reduced by 100 mV from programmed value No battery charging occurs 45 60 － 22/42 － Min Max 0 10 45 Unit °C °C °C 60 °C °C ADP5061 データシート POWER-ON RESET RESET ALL REGISTERS NO NO IC OFF VINOK SYSTEM OFF YES YES ENABLE CHARGER NO ENABLE LDO YES ENABLE CHARGER LDO MODE NO YES YES VBAT_SNS < VCHG_VLIM NO YES NO TO CHARGING-MODE 図 32.バッテリと VIN 接続の簡略化したフローチャート Rev. B － 23/42 － 10544-032 LOW BATTERY CHG ADP5061 データシート TO CHARGING MODE TO IC OFF YES RUN BATTERY DETECTION tSTART NO EXPIRED YES VBAT_SNS < VTRK NO POWER-DOWN TRICKLE CHARGE VINOK FAST CHARGE NO VINOK YES VBAT_SNS < VTRK YES NO IVIN < ILIM YES NO IBUSLIM = HIGH IVIN = ILIM NO THERMLIM = HIGH TEMP = TLIM YES YES WATCHDOG EXPIRED START tSAFE IBUS = 100 mA NO tWD EXPIRED TEMP < TLIM NO YES TFAULT OR BAD BATTERY YES tSAFE OR tTRK EXPIRED tWD EXPIRED YES NO WATCHDOG EXPIRED START tSAFE IBUS = 100 mA NO tSAFE OR tCHG YES1 EXPIRED NO RUN BATTERY DETECTION VBAT_SNS = VTRM YES CC MODE CHARGING YES IOUT < IEND NO CV MODE CHARGING － 24/42 － 10544-033 CHARGE COMPLETE 図 33.充電モードの簡略化したフローチャート Rev. B NO YES VBAT_SNS = VRCH NO TFAULT OR BAD BATTERY TIMER SPECS 1SEE ADP5061 データシート I2C インターフェース アクノリッジをマスターへ送信します (シングル・レジスタに対 する I2C 書込みシーケンスの例については図 34 を参照してくだ さい)。ADP5061 はサブアドレスを自動的にインクリメントし、 次のレジスタでデータバイトの受信を開始させます。これは、 図 35 に示すようにマスターが I2C ストップを送信するまで続き ます。 ADP5061 は、充電機能と LDO 機能の制御のため、およびシス テム・ステータス・レジスタのリードバックのために、I2C 互換 シリアル・インターフェースを内蔵しています。I2C チップ・ア ドレスは、書込みモードでは 0x28 に、読出しモードでは 0x29 に、それぞれなっています。 図 36 にシングル・レジスタに対する I2C 読出しシーケンスを示 します。 ADP5061 はサブアドレスで指定されたレジスタからデ ータを送信し、サブアドレスを自動的にインクリメントして、 次のレジスタからのデータを送信します。これは、マスターが I2C ストップ条件を送信するまで続きます(図 37 参照)。 VINx電源が下限電圧スレッショールドVVIN_OKを下回ると、レジ スタ値は、デフォルト値にリセットされます。バッテリが切り離 されてVINが0 Vになると、I2Cレジスタもリセットされます。 サブアドレス値により、最初に書込む ADP5061 レジスタが選択 されます。8 ビットのデータバイトが書込まれると ADP5061 は MASTER STOP 0 = WRITE 0 1 0 0 CHIP ADDRESS 0 0 0 SUBADDRESS 0 SP ADP5061 RECEIVES DATA 10544-034 1 ADP5061 ACK 0 ADP5061 ACK 0 ADP5061 ACK ST 図 34.I2C シングル・レジスタ書込シーケンス MASTER STOP 0 = WRITE 0 0 0 0 CHIP ADDRESS 0 SUBADDRESS REGISTER N 0 0 ADP5061 RECEIVES DATA TO REGISTER N ADP5061 RECEIVES DATA TO REGISTER N + 1 0 SP ADP5061 RECEIVES DATA TO LAST REGISTER 10544-035 1 ADP5061 ACK 0 ADP5061 ACK 1 ADP5061 ACK 0 ADP5061 ACK 0 ADP5061 ACK ST 図 35.I2C 複数レジスタ書込シーケンス CHIP ADDRESS 0 1 SP MASTER ACK SUBADDRESS 0 ADP5061 ACK CHIP ADDRESS 0 ST 0 0 1 0 1 0 0 1 ADP5061 ACK 0 1 0 1 0 0 0 0 ADP5061 ACK ST 0 MASTER STOP 1 = READ ADP5061 SENDS DATA 10544-036 0 = WRITE 図 36.I2C シングル・レジスタ読出シーケンス 図 37.I2C 複数レジスタ読出シーケンス Rev. B － 25/42 － ADP5061 SENDS DATA OF REGISTER N+1 ADP5061 SENDS DATA OF LAST REGISTER 10544-037 ADP5061 SENDS DATA OF REGISTER N 1 SP MASTER ACK CHIP ADDRESS 0 MASTER ACK MASTER ACK SUBADDRESS REGISTER N 0 ADP5061 ACK CHIP ADDRESS 0 ST 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 ADP5061 ACK 1 0 1 0 0 0 0 ADP5061 ACK ST 0 0 MASTER STOP 1 = READ 0 = WRITE ADP5061 データシート I2C レジスタ・マップ オプション設定の詳細については、出荷時設定オプションのセクションを参照してください。ブランク・セルは、未使用のビットを表す ことに注意してください。 表 17.I2C レジスタ・マップ Register Addr Name . D7 MANUF D6 D5 D4 D3 Model 0x00 Manufacturer and model ID 0x01 Silicon revision REV 0x02 VINx pins settings ILIM 1 0x03 Terminatio VTRM1, 2 n settings 0x04 Charging current 0x05 Voltage thresholds D2 D1 D0 CHG_VLIM[1:0] 1, 2 ICHG1, 2 ITRK_DEAD1 DIS_RCH1, VRCH1 VTRK_DEAD1, 3 VWEAK1 3 EN_TEND1 EN_CHG_TIME CHG_TMR_PERIO EN_WD1, 3 R1 D1 EN_BMON1 EN_THR1 Functional EN_JEITA1 JEITA_SELECT1, 3 Settings 2 , 3 EN_CHG_VLI M1, 3 IDEAL_DIODE[1:0]1, 3 VSYSTEM[2:0]1, 3 Interrupt enable EN_THERM_LIM_I NT EN_WD_INT EN_TSD_INT EN_THR_INT EN_BAT_IN EN_CHG_IN EN_VIN_IN T T T THERM_LIM_INT WD_INT TSD_INT THR_INT BAT_INT VIN_OK VIN_ILIM THERM_LIM CHDONE CHARGER_STATUS RCH_LIM_INFO BATTERY_STATUS 0x06 Timer settings 0x07 Functional Settings 1 0x08 0x09 DIS_IC11 0x0A Interrupt active 0x0B Charger Status 1 VIN_OV 0x0C Charger Status 2 THR_STATUS EN_EOC1 BAT_SHR1 0x0D Fault register 0x10 Battery short TBAT_SHR1 0x11 IEND IEND1, 3 RESET_WD EN_CHG1 CHG_INT TSD 130°C1 VIN_INT TSD 140°C1 VBAT_SHR1 C/20 EOC1 1 VINx が接続または切断されると、これらのビットはデフォルト I2C 値にリセットされます。 2 これらのビットのデフォルト I2C 値は、一部出荷時設定可能です。 3 これらのビットのデフォルト I2C 値は、すべて出荷時設定可能です。 Rev. B DIS_LDO1 WD_PERIO D1 － 26/42 － C/10 EOC1 C/5 EOC1 SYS_EN_SET1, 3 ADP5061 データシート レジスタ・ビットの説明 表 18～表 33 では、R は読出し専用を、W は書込み専用を、R/W はリード／ライトを、N/A は適用なしを、それぞれ表しています。 表 18.メーカーとモデル ID、レジスタ・アドレス 0x00 Bit No. [7:4] Bit Name MANUF[3:0] Access R Default 0001 Description The 4-bit manufacturer identification bus [3:0] MODEL[3:0] R 1001 The 4-bit model identification bus 表 19.シリコン・レビジョン・レジスタ、レジスタ・アドレス 0x01 Bit No. [7:4] Bit Name Not used Access R Default Description [3:0] REV[3:0] R 0100 The 4-bit silicon revision identification bus 表 20.VINx 設定レジスタ、レジスタ・アドレス 0x02 Bit No. [7:5] Bit Name Not used Access R Default Description 4 RFU R/W 0 Reserved for future use. [3:0] ILIM[3:0] R/W 0000 = 100 mA VINx input current-limit programming bus. The current into VINx can be limited to the following programmed values: 0000 = 100 mA. 0001 = 150 mA. 0010 = 200 mA. 0011 = 250 mA. 0100 = 300 mA. 0101 = 400 mA. 0110 = 500 mA. 0111 = 600 mA. 1000 = 700 mA. 1001 = 800 mA. 1010 = 900 mA. 1011 = 1000 mA. 1100 = 1200 mA. 1101 = 1500 mA. 1110 = 1800 mA. 1111 = 2100 mA. Rev. B － 27/42 － ADP5061 データシート 表 21.終了設定値、レジスタ・アドレス 0x03 Bit No. [7:2] Bit Name VTRM[5:0] Access R/W Default 100011 = 4.20 V Description Termination voltage programming bus. The values of the float voltage can be programmed to the following values: 001111 = 3.80 V. 010000 = 3.82 V. 010001 = 3.84 V. 010010 = 3.86 V. 010011 = 3.88 V. 010100 = 3.90 V. 010101 = 3.92 V. 010110 = 3.94 V. 010111 = 3.96 V. 011000 = 3.98 V. 011001 = 4.00 V. 011010 = 4.02 V. 011011 = 4.04 V. 011100 = 4.06 V. 011101 = 4.08 V. 011110 = 4.10 V. 011111 = 4.12 V. 100000 = 4.14 V. 100001 = 4.16 V. 100010 = 4.18 V. 100011 = 4.20 V. 100100 = 4.22 V. 100101 = 4.24 V. 100110 = 4.26 V. 100111 = 4.28 V. 101000 = 4.30 V. 101001 = 4.32 V. 101010 = 4.34 V. 101011 = 4.36 V. 101100 = 4.38 V. 101101 = 4.40 V. 101110 = 4.42 V. 101111 = 4.44 V. 110000 = 4.44 V. 110001 = 4.46 V. 110010 = 4.48 V. 110011 to 111111 = 4.50 V. [1:0] CHG_VLIM[1:0] R/W 00 = 3.2 V Charging voltage limit programming bus. The values of the charging voltage limit can be programmed to the following values: 00 = 3.2 V. 01 = 3.4 V. 10 = 3.7 V. 11 = 3.8 V. Rev. B － 28/42 － ADP5061 データシート 表 22.充電電流設定値、レジスタ・アドレス 0x04 Bit No. 7 Bit Name Not used Access R Default Description [6:2] ICHG[4:0] R/W 01110 = 750 mA Fast charge current programming bus. The values of the constant current charge can be programmed to the following values: 00000 = 50 mA. 00001 = 100 mA. 00010 = 150 mA. 00011 = 200 mA. 00100 = 250 mA. 00101 = 300 mA. 00110 = 350 mA. 00111 = 400 mA. 01000 = 450 mA. 01001 = 500 mA. 01010 = 550 mA. 01011 = 600 mA. 01100 = 650 mA. 01101 = 700 mA. 01110 = 750 mA. 01111 = 800 mA. 10000 = 850 mA. 10001 = 900 mA. 10010 = 950 mA. 10011 = 1000 mA. 10100 = 1050 mA. 10101 = 1100 mA. 10110 = 1200 mA. 10111 to 11111 = 1300 mA. [1:0] ITRK_DEAD[1:0] R/W 10 = 20 mA Trickle and weak charge current programming bus. The values of the trickle and weak charge currents can be programmed to the following values: 00 = 5 mA. 01 = 10 mA. 10 = 20 mA. 11 = 80 mA. 表 23.電圧スレッショールド、レジスタ・アドレス 0x05 Bit No. 7 Bit Name DIS_RCH Access R/W Default 0 = recharge enabled Description 0 = recharge enabled. 1 = recharge disabled. [6:5] VRCH[1:0] R/W 11 = 260 mV Recharge voltage programming bus. The values of the recharge threshold can be programmed to the following values (note that the recharge cycle can be disabled in I2C by the DIS_RCH bit): 00 = 80 mV. 01 = 140 mV. 10 = 200 mV. 11 = 260 mV. Rev. B － 29/42 － ADP5061 データシート Bit No. [4:3] Bit Name VTRK_DEAD[1:0] Access R/W Default 01 = 2.5 V Description Trickle to fast charge dead battery voltage programming bus. The values of the trickle to fast charge threshold can be programmed to the following values: 00 = 2.0 V. 01 = 2.5 V. 10 = 2.6 V. 11 = 2.9 V. [2:0] VWEAK[2:0] R/W 011 = 3.0 V Weak battery voltage rising threshold. 000 = 2.7 V. 001 = 2.8 V. 010 = 2.9 V. 011 = 3.0 V. 100 = 3.1 V. 101 = 3.2 V. 110 = 3.3 V. 111 = 3.4 V. 表 24.タイマ設定値、レジスタ・アドレス 0x06 Bit No. [7:6] Bit Name Not used Access Default Description 5 EN_TEND R/W 1 0 = charge complete timer, tEND, disabled. A 31 ms deglitch timer remains on. 1 = charge complete timer enabled. 4 EN_CHG_TIMER R/W 1 0 = trickle/fast charge timer disabled. 1 = trickle/fast charge timer enabled. 3 CHG_TMR_PERIOD R/W 1 Trickle and fast charge timer period. 0 = 30 sec trickle charge timer and 300 minute fast charge timer. 1 = 60 sec trickle charge timer and 600 minute fast charge timer. 2 EN_WD R/W 0 0 = watchdog timer is disabled even when BAT_SNS exceeds VDEAD. 1 = watchdog timer safety timer is enabled. 1 WD_PERIOD R/W 0 Watchdog safety timer period. 0 = 32 sec watchdog timer and 40 minute safety timer. 1 = 64 sec watchdog timer and 40 minute safety timer. 0 RESET_WD W 0 When RESET_WD is set to logic high by I2C, the watchdog safety timer is reset. 表 25.機能設定値 1、レジスタ・アドレス 0x07 Bit No. 7 Bit Name Not used Access Default Description 6 DIS_IC1 R/W 0 0 = normal operation. 1 = the ADP5061 is disabled, VVIN must be VISO_B < VVIN < 5.5 V. 5 EN_BMON R/W 0 0 = when VVIN < VVIN_OK, the battery monitor is disabled. When VVIN = 4.0 to 6.7 V, the battery monitor is enabled regardless of the EN_BMON state. 1 = the battery monitor is enabled even when the voltage at the VINx pins is below VVIN_OK. 4 EN_THR R/W 0 0 = when VVIN < VVIN_OK, the THR current source is disabled. When VVIN = 4.0 V to 6.7 V, the THR current source is enabled regardless of the EN_THR state. 1 = THR current source is enabled even when the voltage at the VINx pins is below VVIN_OK. 3 DIS_LDO R/W 0 0 = LDO is enabled. 1 = LDO is off. In addition, If EN_CHG = low, the battery isolation FET is on. If EN_CHG = high, the battery isolation FET is off. 2 EN_EOC R/W 1 0 = end of charge not allowed. 1 = end of charge allowed. 1 Not used 0 EN_CHG R/W 0 0 = battery charging is disabled. 1 = battery charging is enabled. Rev. B － 30/42 － ADP5061 データシート 表 26.機能設定値 2、レジスタ・アドレス 0x08 Bit No. 7 Bit Name EN_JEITA Access R/W Default 0 = JEITA disabled Description 0 = JEITA compliance of the Li-Ion temperature battery charging specifications is disabled. 1 = JEITA compliance enabled. 6 JEITA_SELECT R/W 0 = JEITA1 0 = JEITA1 is selected. 1 = JEITA2 is selected. 5 EN_CHG_VLIM R/W 0 0 = charging voltage limit disabled. 1 = voltage limit activated. The charger prevents charging until the battery voltage drops below the VCHG_VLIM threshold. [4:3] IDEAL_DIODE[1:0] R/W 00 00 = ideal diode operates always when VISO_S < VISO_B. 01 = ideal diode operates when VISO_S < VISO_B and VBAT_SNS > VWEAK. 10 = ideal diode is disabled. 11 = ideal diode is disabled. [2:0] VSYSTEM[2:0] R/W See Table 42 for the mode-specific default values. System voltage programming bus. The values of the system voltage can be programmed to the following values: 000 = 4.3 V. 001 = 4.4 V. 010 = 4.5 V. 011 = 4.6 V. 100 = 4.7 V. 101 = 4.8 V. 110 = 4.9 V. 111 = 5.0 V. 表 27.割込みイネーブル・レジスタ、レジスタ・アドレス 0x09 Bit No. 7 6 Mnemonic Not used EN_THERM_LIM_INT Access Default Description R/W 0 0 = isothermal charging interrupt is disabled. 1 = isothermal charging interrupt is enabled. 5 EN_WD_INT R/W 0 0 = watchdog alarm interrupt is disabled. 1 = watchdog alarm interrupt is enabled. 4 EN_TSD_INT R/W 0 0 = overtemperature interrupt is disabled. 1 = overtemperature interrupt is enabled. 3 EN_THR_INT R/W 0 0 = THR temperature thresholds interrupt is disabled. 1 = THR temperature thresholds interrupt is enabled. 2 EN_BAT_INT R/W 0 0 = battery voltage thresholds interrupt is disabled. 1 = battery voltage thresholds interrupt is enabled. 1 EN_CHG_INT R/W 0 0 = charger mode change interrupt is disabled. 1 = charger mode change interrupt is enabled. 0 EN_VIN_INT R/W 0 0 = VINx pin voltage thresholds interrupt is disabled. 1 = VINx pin voltage thresholds interrupt is enabled. Rev. B － 31/42 － ADP5061 データシート 表 28.割込みアクティブ・レジスタ、レジスタ・アドレス 0x0A Bit No. 7 Mnemonic Not used Access Default Description 6 THERM_LIM_INT R 0 1 = indicates an interrupt caused by isothermal charging. 5 WD_INT R 0 1 = indicates an interrupt caused by the watchdog alarm. The watchdog timer expires within 2 sec or 4 sec, depending on the watch dog period setting of 32 sec or 64 sec, respectively. 4 TSD_INT R 0 1 = indicates an interrupt caused by an overtemperature fault. 3 THR_INT R 0 1 = indicates an interrupt caused by THR temperature thresholds. 2 BAT_INT R 0 1 = indicates an interrupt caused by battery voltage thresholds. 1 CHG_INT R 0 1 = indicates an interrupt caused by a charger mode change. 0 VIN_INT R 0 1 = indicates an interrupt caused by VIN voltage thresholds. 表 29.チャージャ・ステータス・レジスタ 1、レジスタ・アドレス 0x0B Bit No. 7 Mnemonic VIN_OV Access R Default N/A Description 1 = indicates that the voltage at the VINx pins exceeds VVIN_OV. 6 VIN_OK R N/A 1 = indicates that the voltage at the VINx pins exceeds VVIN_OK. 5 VIN_ILIM R N/A 1 = indicates that the current into a VINx pin is limited by the high voltage blocking FET and the charger is not running at the full programmed ICHG. 4 THERM_LIM R N/A 1 = indicates that the charger is not running at the full programmed ICHG but is limited by the die temperature. 3 CHDONE R N/A 1 = indicates the end of charge cycle has been reached. This bit latches on, in that it does not reset to low when the VRCH threshold is breached. [2:0] CHAGER_STATUS[2:0] R N/A Charger status bus. 000 = off. 001 = trickle charge. 010 = fast charge (CC mode). 011 = fast charge (CV mode). 100 = charge complete. 101 = LDO mode. 110 = trickle or fast charge timer expired. 111 = battery detection. Rev. B － 32/42 － ADP5061 データシート 表 30.チャージャ・ステータス・レジスタ 2、レジスタ・アドレス 0x0C Bit No. [7:5] Mnemonic THR_STATUS[2:0] Access R Default N/A 4 Not used R N/A 3 RCH_LIM_INFO R N/A 2:0 BATTERY_STATUS[2:0] R Description THR pin status. 000 = off. 001 = battery cold. 010 = battery cool. 011 = battery warm. 100 = battery hot. 111 = thermistor OK. The recharge limit information function is activated when DIS_RCH is logic high and the CHARGER_STATUS[2:0] = 100 (binary). The status bit informs the system that a recharge cycle is required. 0 = VBAT_SNS > VRCH. 1 = VBAT_SNS < VRCH. Battery status bus. 000 = battery monitor off. 001 = no battery. 010 = VBAT_SNS < VTRK. 011 = VTRK ≤ VBAT_SNS < VWEAK. 100 = VBAT_SNS ≥ VWEAK. 表 31.故障レジスタ1、レジスタ・アドレス 0x0D Bit No. [7:4] Mnemonic Not used Access Default Description 3 BAT_SHR R/W 0 1 = indicates detection of a battery short. 2 Not used R/W 1 TSD 130°C R/W 0 1 = indicates an overtemperature (lower) fault. 0 TSD 140°C R/W 0 1 = indicates an overtemperature fault. 1 故障レジスタの故障ビットをリセットするときは、VINx の電源をオフにした後オンにするか、または対応する I2C ビットへハイ・レベルを書込ます。 表 32.バッテリ短絡、レジスタ・アドレス 0x10 Bit No. [7:5] Mnemonic TBAT_SHR[2:0] Access R/W [4:3] Not used R/W [2:0] VBAT_SHR[2:0] R/W Rev. B Default 100 = 30 sec Description Battery short timeout timer. 000 = 1 sec. 001 = 2 sec. 010 = 4 sec. 011 = 10 sec. 100 = 30 sec. 101 = 60 sec. 110 = 120 sec. 111 = 180 sec. 100 = 2.4 V Battery short voltage threshold level. 000 = 2.0 V. 001 = 2.1 V. 010 = 2.2 V. 011 = 2.3 V. 100 = 2.4 V. 101 = 2.5 V. 110 = 2.6 V. 111 = 2.7 V. － 33/42 － ADP5061 データシート 表 33.IEND レジスタ、レジスタ・アドレス 0x11 Bit No. [7:5] Mnemonic IEND[2:0] Access R/W Default 010 = 52.5 mA Description Termination current programming bus. The values of the termination current can be programmed to the following values: 000 = 12.5 mA. 001 = 32.5 mA. 010 = 52.5 mA. 011 = 72.5 mA. 100 = 92.5 mA. 101 = 117.5 mA. 110 = 142.5 mA. 111 = 170.0 mA. 4 C/20 EOC R/W 0 The C/20 EOC bit has priority over the other settings (C/10 EOC, C/5 EOC, and IEND). 1 = the termination current is ICHG/20 with the following limitations: Minimum value = 12.5 mA. Maximum value = 170 mA. 3 C/10 EOC R/W 0 The C/10 EOC bit has priority over the other termination current settings (IEND), but does not have priority over the C/20 EOC setting. 1 = the termination current is ICHG/10 unless C/20 EOC is high. The termination current is limited to the following values: Minimum value = 12.5 mA. Maximum value = 170 mA. 2 C/5 EOC R/W 0 The C/5 bit has priority over the other termination current settings (IEND), but does not have priority over the C/20 EOC setting or the C/10 EOC setting. 1 = the termination current is ICHG / 5 unless the C/20 or the C/10 EOC is high. The termination current is limited to the following values: Minimum value = 12.5 mA. Maximum value = 170 mA. 1:0 SYS_EN_SET[1:0] R/W 00 Selects the operation of the system enable pin (SYS_EN). 00 = SYS_EN is activated when LDO is active and the system voltage is available. 01 = SYS_EN activated by ISO_Bx voltage, the battery charging mode. 10 = SYS_EN is activated and the isolation FET is disabled when the battery drops below VWEAK.1 11 = SYS_EN is active in LDO mode when the charger is disabled. SYS_EN is active in the charging mode when VISO_B ≥ VWEAK. 1 VINx = 0 V で、バッテリ・モニタがレジスタ 0x07、ビット D5 (EN_BMON)から起動されると、このオプションはアクティブになります。 Rev. B － 34/42 － ADP5061 データシート アプリケーション情報 これらの値を式に代入すると、次のようになります。 外付け部品 CEFF = 34.3 μF × (1 − 0.15) × (1 − 0.2) ≈ 20.7 μF ISO_Sx (VOUT)コンデンサの選択 ADP5061 を安全に安定動作させるためには、ISO_Sx コンデンサ とシステム容量の合計実効容量は 20 µF より小さい必要があり、 動作中のすべてのポイントで 100 µF を超えることはできません。 トリクル充電、定電流充電、定電圧充電などの種々の動作モー ドでチャージャ性能を保証するためには、コンデンサ動作に対 する DC バイアス、温度、許容誤差の影響を各アプリケーショ ンごとに評価することが不可欠です。 このコンデンサ値を選択するときは、出力電圧 DC バイアスに 起因する容量損失を考慮することも重要です。セラミック・コ ンデンサは様々な誘電体を使って製造されて、各々は温度と加 えられる電圧に対して異なる動作をします。コンデンサは、必 要とされる温度範囲と DC バイアス条件で最小容量を確保できる 十分な誘電体を持つ必要があります。最適な性能を得るために、 電圧定格値が 6.3 V 以上の X5R または X7R の誘電体を推奨しま す。Y5V と Z5U の誘電体は、温度特性や DC バイアス特性が劣 るため、DC/DC コンバータには適していません。 ISO_Sx 容量の分割 多くのアプリケーションでの合計 ISO_Sx 容量は、多数のコンデ ンサから構成されています。システム電圧ノード (ISO_Sx)は通常、 1 つのレギュレータまたは複数の IC とレギュレータに電源を供 給します。これら各々には電源入力の近くにコンデンサが必要 です (図 39 参照)。 温度、部品の許容誤差、電圧によるコンデンサの変動を考慮し て、最悪時の容量を求めるときは、次式を使用します。 動作中のすべてのポイントで合計実効容量が少なくとも 20 µF であるかぎり、ADP5061 ISO_Sx 出力の近くの容量は少なくと も 10 µF である必要があります。 CEFF = COUT × (1 − TEMPCO) × (1 − TOL) ISO_Sx ここで、 CEFF は動作電圧での実効容量。 TEMPCO は最悪時のコンデンサ温度係数。 TOL は最悪時の部品許容誤差。 VIN1 CISO_S ≥10µF ISO_Bx ADP5061 CIN1 この例では、−40°C～+85°C の温度範囲でのワーストケース温度 係数(TEMPCO)を、X7R 誘電体では 15%と想定しています。図 38 に示すように、コンデンサの許容誤差(TOL)は 20%、かつ 5.0 V で COUT = 30.4 μF としています。 + IC1 SUM OF EFFECTIVE CAPACITANCES ON ISO_Sx NODE ≥ 20µF CISO_B ≥10µF VIN2 CIN2 55 CAPACITANCE (µF) 50 図 39.ISO_Sx 容量の分割 45 ISO_Bx コンデンサの選択 ISO_Bx 実効容量 (温度と DC バイアスの影響を含む)は、動作中 のすべてのポイントで 10 µF を下回ることはできません。一般 に、すべての動作ポイントで条件を満たすためには 22 µF の公 称容量が必要です。推奨 ISO_Bx コンデンサを表 35 に示します。 40 35 30 0 1 2 3 DC BIAS VOLTAGE (V) 4 5 10544-041 25 20 図 38.Murata GRM32ER61A476ME20C のバイアス電圧対容量 Rev. B IC2 10544-038 60 CBP コンデンサの選択 ADP5061 の内部電源電圧には、CBP ピンにノイズ除去コンデン サが接続されています。動作中のすべてのポイントで CBP 容量 が 14 nF を超えないようにしてください。外部電圧源、抵抗負 荷、その他の電流負荷を CBP ピンに接続しないでください。推 奨 CBP コンデンサを表 36 に示します。 － 35/42 － ADP5061 データシート VINx コンデンサの選択 USB 2.0 仕様に従い、USB ペリフェラルは USB ポートに接続さ れたとき VBUS 上で検出可能な容量変化を持ちます。ペリフェ ラル・デバイスの VBUS バイパス容量は少なくとも 1 µF である 必要がありますが、10 µF を超えることはできません。 ADP5061 の VINx 入力は、20 V までの電圧に耐えますが、アプ リケーションで VINx 入力が 20 V までの電圧に耐える必要があ る場合には、コンデンサの電圧範囲も 20 V を超える必要があり ます。推奨 VINx コンデンサを表 37 に示します。 セラミック・コンデンサを使用する場合は、物理的サイズの大き い部品を選択すると高い電圧範囲が得られます。20 V 以下の VINx 入力電圧を保証するアプリケーションでは、小型の出力コ ンデンサを使うことができます。 表 34.推奨 ISO_Sx コンデンサ Vendor Murata Part Number GRM32ER61A476ME20 Value 47 µF Voltage 10 V Size 1210 TDK C3225X5R1A476M 47 µF 10 V 1210 表 35.推奨 ISO_Bx コンデンサ Vendor Murata Part Number GRM31CR61A226KE19 Value 22 μF Voltage 10 V Size 1206 Murata GRM31CR60J226ME19 22 μF 6.3 V 1206 TDK C3216X5R0J226M 22 µF 6.3 V 1206 TaiyoYuden JMK316ABJ226KL 22 µF 6.3 V 1206 表 36.推奨 CBP コンデンサ Vendor Part Number Value Voltage Size Murata GRM15XR71C103KA86 10 nF 16 V 0402 TDK C1005X7R1C103K 10 nF 16 V 0402 表 37.推奨 VINx コンデンサ Rev. B Vendor Part Number Value Voltage Size Murata GRM21BR61E106MA73 10 µF 25 V 0805 TDK C2012X5R1E106K 10 µF 25 V 0805 － 36/42 － ADP5061 データシート PCB レイアウトのガイドライン VIN = 4V TO 6.7V C4 10µF GRM21BR61E106MA73 C3 D3 E3 VIN1:3 B3 ISO_S1:3 CBP C1 10nF C2 D2 GRM15XR71C103KA86 E2 C3 47µF GRM32ER61A476ME20 VDDIO R1 1.5kΩ R2 1.5kΩ CHARGER CONTROL BLOCK TO MCU A4 SCL TO MCU A3 SDA C1 TO MCU/NC E4 DIG_IO1 D1 TO MCU/NC C4 DIG_IO2 TO MCU/NC B4 DIG_IO3 E1 ISO_B1:3 BAT_SNS VDDIO D4 CONNECT CLOSE TO BATTERY + THR B2 R4 10kΩ TO MCU VLED A2 SYS_EN A1 ILED C2 22µF R5 NTC 10kΩ (OPTIONAL) AGND GRM31CR60J226ME19 ADP5061 WLCSP20 10544-039 B1 図 40.参考回路図 ISO_S ISO_B CISO_S 47µF CISO_B 22µF ADP5061 PGND CBP 10nF 5.5mm PGND CVIN 10µF 8mm 図 41.参考 PCB フロア・プラン Rev. B － 37/42 － 10544-042 VIN ADP5061 データシート 消費電力と熱についての考慮事項 計算することができます。 チャージャ消費電力 PISOFET = RDSON_ISO × ICHG ADP5061 が高い周囲温度で最大充電電流かつ最大負荷状態で動 作する場合は、ジャンクション温度が最大許容動作温度 (125°C) に到達することがあります。 ジャンクション温度が 140°C を超えると、ADP5061 はターンオ フして、デバイスの冷却を可能にします。チップ温度が 110°C を下回り、かつレジスタ 0x0D の TSD 140°C 故障ビットが I2C 書込みによりクリアされると、ADP5061 は通常の動作を再開し ます。 このセクションでは、ADP5061 を確実に最大許容ジャンクショ ン温度より下で動作させるために、デバイス消費電力を計算す るガイドラインを示します。 種々の動作条件下で、様々な動作モードでの有効出力電流を求 めるときは、次式を参考にすることができます。 PD = PLDOFET + PISOFET (1) ここで、 PLDOFET は入力 LDO FET で消費される電力。 PISOFET はバッテリ・アイソレーション FET で消費される電力。 PLDOFET = (VIN – VISO_S) × (ICHG + ILOAD) (2) PISOFET = (VISO_S – VISO_B) × ICHG (3) ここで、 VIN は VINx ピンでの入力電圧。 VISO_S は ISO_Sx ピンでのシステム電圧。 VISO_B は ISO_Bx ピンでのバッテリ電圧。 ICHG はバッテリ充電電流。 ILOAD は ISO_Sx ピンからのシステム負荷電流。 RDSON_ISO はバッテリ・アイソレーション FET のオン抵抗 (充電時 110 mΩ (typ))。 ADP5061 のサーマル制御ループは、自動的に充電電流を制限し てチップ温度を TLIM (115°C (typ))より低く維持します。 ADP5061 デバイスの消費電力を計算する最も分かりやすく実用 的な方法は、入力とすべての出力で消費される電力を測定する ことです。測定はワーストケース条件 (電圧、電流、温度)で行 う必要があります。入力電力と出力電力との差がデバイスの消 費電力です。 ジャンクション温度 ボード温度 TA が既知の場合、熱抵抗パラメータ θJA を使ってジ ャンクション温度上昇を計算することができます。TJ は次式を 使って TA と PD から計算されます。 (5) 20 バンプ WLCSP の θJA 値(typ)は 46.8°C/W です (表 5 参照)。考 慮すべき非常に重要なファクタは、θJA が 4 層、4 インチ × 3 イ ンチ、2.5 オンスの銅ボード、JEDEC 標準に基づいていること であり、実際のアプリケーションではサイズと層数が異なる可 能性があります。デバイスから熱を除去するためには、使用す る銅の量を増やすことが重要です。空気に露出している銅は、 内部層で使用される銅より放熱が優れています。 ケース温度が測定可能な場合は、ジャンクション温度は次式で計 算されます。 TJ = TC + (PD × θJC) LDO モード システム・レギュレーション電圧は、4.3 V～5.0 V でユーザー 設定可能です。LDO モード (充電をディスエーブル、EN_CHG = ロー・レベル)では、すべての電流が VINx ピンを流れ、かつバ ッテリは ISO_Sx により共用されないとすると、総合消費電力 の計算は簡素化されます。 PD = (VIN – VISO_S) × ILOAD 充電モード 充電モードでは、ISO_Sx ピンの電圧はバッテリ・レベルに依存 します。バッテリ電圧が VISO_SFC (3.8 V (typ))より低い場合は、 バッテリ・アイソレーション FET の電圧降下が大きくなるため、 消費電力は式 3 を使って計算する必要があります。バッテリ電 圧レベルが VISO_SFC に到達する場合は、消費電力は式 4 を使って Rev. B ここで、 TJ = TA + (PD × θJA) LDO FET とバッテリ・アイソレーション FET の消費電力を式 2 と式 3 を使って計算します。 (4) (6) ここで、 TC はケース温度。 θJC はジャンクション―ケース間の熱抵抗 (表 5 に示します)。 WLCSP デバイスで可能な場合、電流が流れる各バンプ (VINx、 ISO_Sx、ISO_Bx)の熱を放散させます。例えば、これらのピン の近くに、可能な場合、ボード電源プレーンへ接続したサーマ ル・ビアを配置することができます。 チャージャの信頼度の高い動作は、ADP5061 の予測チップ・ジ ャンクション温度(式 5)が 125°C より低い場合にのみ実現するこ とができます。信頼性と故障までの平均時間 (MTBF)は、ジャ ンクション温度の増加により大きな影響を受けます。製品の信 頼性の詳細については、弊社ウェブサイト信頼性ハンドブックに 掲載する「ADI Reliability Handbook」を参照してください。 － 38/42 － ADP5061 データシート 出荷時設定オプション チャージャ・オプション 表 38 ～表 50 に、 ADP5061 の出荷時設定オプションを示します。これらの各表で、selection 列は ADP5061ACBZ-2-R7 モデルと ADP5061ACBZ-4-R7 モデルのデフォルト設定を表しています。これらの 2 つのモデルの違いは、表 42 に示します。その他の全デフォル ト設定は、各モデルとも同じです。 表 38.デフォルト最終電圧 Option 000 = 4.20 V 010 = 3.70 V 011 = 3.80 V 100 = 3.90 V 101 = 4.00 V 110 = 4.10 V 111 = 4.40 V 表 42.デフォルト・システム電圧 Selection 000 = 4.20 V Option 000 = 4.3 V 001 = 4.4 V 010 = 4.5 V 011 = 4.6 V 100 = 4.7 V 101 = 4.8 V 110 = 4.9 V 111 = 5.0 V 表 39.デフォルト高速充電電流 Option 000 = 500 mA 001 = 300 mA 010 = 550 mA 011 = 600 mA 100 = 750 mA 101 = 900 mA 110 = 1300 mA 111 = 1300 mA 表 43.サーミスタ抵抗 Option 0 = 10 kΩ 1 = 100 kΩ 100 = 750 mA Selection 000 = 52.5 mA Rev. B Selection 0 = 10 kΩ 表 44.サーミスタ・ベータ値 Option 0100 = 3150 0101 = 3350 0110 = 3500 0111 = 3650 1000 = 3850 1001 = 4000 1010 = 4200 1011 = 4400 Selection 0100 = 3150 表 45.DIS_IC1 モード選択 表 41.トリクル充電から高速充電へのデフォルト・スレッショ ールド Option 00 = 2.5 V 01 = 2.0 V 10 = 2.9 V 11 = 2.6 V 111 = 5.0 V (ADP5061ACBZ-2-R7) Selection 表 40.デフォルト最終充電電流 Option 000 = 52.5 mA 001 = 72.5 mA 010 = 12.5 mA 011 = 32.5 mA 100 = 142.5 mA 101 = 167.5 mA 110 = 92.5 mA 111 = 117.5 mA Selection 000 = 4.3 V (ADP5061ACBZ-4-R7) Selection 00 = 2.5 V Option 0 = DIC_IC1 mode select, VINx current = 280 µA, ISO_B can float, no leak to ISO_Bx 1 = DIC_IC1 mode select, VINx current = 110 µA, supply switch leaks from VINx to ISO_Bx Selection 0 表 46.トリクル充電または高速充電タイマ故障の動作 Option 0 = after timeout LDO off, charging off 1 = after timeout LDO mode active, charging off － 39/42 － Selection 1 = LDO mode active ADP5061 データシート I2C レジスタのデフォルト値 表 47.I2C レジスタのデフォルト設定値 Bit Name CHG_VLIM DIS_RCH EN_WD DIS_IC1 EN_CHG EN_JEITA JEITA_SELECT EN_CHG_VLIM IDEAL_DIODE[1:0] I2C Register Address, Bit Location Address 0x03, Bits[D1:D0] Address 0x05, Bit D7 Address 0x06, Bit D2 Address 0x07, Bit D6 Address 0x07, Bit D0 Address 0x08, Bit D7 Address 0x08, Bit D6 Address 0x08, Bit D5 Address 0x08, Bits[D4:D3] Option 0 = limit 3.2 V, 1 = limit 3.7 V 0 = recharge enabled, 1 = recharge disabled 0 = watchdog disabled, 1 = watchdog enabled 0 = not activated, 1 = activated 0 = charging disabled, 1 = charging enabled 0 = JEITA disabled, 1 = JEITA enabled 0 = JEITA1 charging, 1= JEITA2 charging 0 = limit disabled, 1 = limit enabled 00 = ideal diode operates when VISO_S < VISO_B 01 = ideal diode operates when VISO_S < VISO_B and VBAT_SNS > VWEAK 10 = ideal diode is disabled 11 = ideal diode is disabled Selection 0 = limit 3.2 V 0 = recharge enabled 0 = disabled 0 = not activated 0 = charging disabled 0 = JEITA disabled 0 = JEITA1 charging 0 = limit disabled 00 デジタル入力および出力のオプション 表 48.I2C アドレス 0x11、ビット[D1:D0] SYS_EN 出力のデフォルト Option 00 = SYS_EN is activated when LDO is active and system voltage is available 01 = SYS_EN is activated by ISO_Bx voltage; battery charging mode 10 = SYS_EN is activated and isolation FET is disabled when battery drops below VWEAK1 11 = SYS_EN is active in LDO mode when charger is disabled. SYS_EN is active in charging mode when VISO_B ≥ VWEAK 1 VINx = 0 V で、バッテリ・モニタがレジスタ 0x07、ビット D5 (EN_BMON)から起動されると、このオプションはアクティブになります。 Rev. B － 40/42 － Selection 00 ADP5061 データシート DIG_IO1、DIG_IO2、DIG_IO3 のオプション 表 49.DIG_IO1 極性 Option 0 = DIG_IO1 polarity, high active operation 1 = DIG_IO1 polarity, low active operation Selection 0 = high active 表 50.DIG_IOx のオプション Option 0000 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 Rev. B DIG_IO1 Function IVINx limit Low = 100 mA High = 500 mA IVINx limit Low = 100 mA High= 500 mA IVINx limit Low = 100 mA High= 500 mA IVINx limit Low = 100 mA High= 500 mA IVINx limit Low = 100 mA High= 500 mA IVINx limit Low = 100 mA High= 500 mA Charging Low = charging disabled High = charging enabled IVINx limit Low = 100 mA High= 500 mA IVINx limit Low = 100 mA High= 500 mA IVINx limit Low = 100 mA High= 500 mA IVINx limit Low = 100 mA High= 500 mA IVINx limit Low = 100 mA High= 500 mA IVINx limit Low = 100 mA High= 500 mA IVINx limit Not applicable High = IVINx limit 1500 mA Disable IC1 Low = not activated High = activated DIG_IO2 Function Disable IC1 Low = not activated High = activated IVINx limit Not applicable High = IVINx limit 1500 mA IVINx limit Not applicable High = IVINx limit 1500 mA IVINx limit Not applicable High = IVIN limit 1500 mA IVINx limit Not applicable High = IVINx limit 1500 mA Recharge Not applicable High = disable recharge Disable IC1 Low = not activated High = activated IVINx limit Not applicable High = IVINx limit 1500 mA Charging Low = charging disabled High = charging enabled Disable IC1 Low = not activated High = activated Recharge Not applicable High = disable recharge Fast charge current Low = ICHG High = ICHG[4:0] ÷ 2 LDO Low = LDO active High = LDO disabled Charging Low = charging disabled High = charging enabled Charging Low = charging disabled High = charging enabled － 41/42 － DIG_IO3 Function Charging disable/enable Low = charging disable High = charging enabled Disable IC1 Low = not activated High = activated Fast charge current Low = ICHG[4:0] High = ICHG[4:0] ÷ 2 LDO Low = LDO active High = LDO disabled Charging Low = charging disabled High = charging enabled Charging Low = charging disabled High = charging enabled Recharge Not applicable High = disable recharge Interrupt output Not applicable Not applicable Interrupt output Not applicable Not applicable Interrupt output Not applicable Not applicable Interrupt output Not applicable Not applicable Interrupt output Not applicable Not applicable Interrupt output Not applicable Not applicable Interrupt output Not applicable Not applicable Interrupt output Not applicable Not applicable Selection 0000 ADP5061 データシート パッケージとオーダー情報 外形寸法 2.035 1.995 1.955 4 3 2 1 A BALL A1 IDENTIFIER B 2.635 2.595 2.555 2.00 REF C D E 0.50 REF BOTTOM VIEW TOP VIEW (BALL SIDE UP) (BALL SIDE DOWN) 0.660 0.600 0.540 SIDE VIEW 0.390 0.360 0.330 1.50 REF COPLANARITY 0.04 0.360 0.320 0.280 0.270 0.240 0.210 04-18-2012-A SEATING PLANE 図 42.20 ボール・ウェハー・レベル・チップ・スケール・パッケージ[WLCSP] (CB-20-9) 寸法: mm オーダー・ガイド Model1, 2 ADP5061ACBZ-2-R7 ADP5061ACBZ-4-R7 ADP5061CB-EVALZ Temperature Range –40°C to +125°C –40°C to +125°C Package Description 20-Ball WLCSP 20-Ball WLCSP Evaluation Board 1 Z = RoHS 準拠製品。 2 その他の出荷時設定オプションについては、最寄りのアナログ・デバイセズ販売代理店へご連絡ください。 Rev. B － 42/42 － Package Option CB-20-9 CB-20-9