海川半導(dǎo)體原廠出品的電管管理IC—SM5307，把升壓轉(zhuǎn)換器、鋰電池充電管理以及電池電量指示等這些關(guān)鍵的電源管理功能全都集成在一起，為移動(dòng)電源和各類(lèi)便攜式設(shè)備提供了一套完整的電源解決方案。

一、SM5307典型應(yīng)用場(chǎng)景

便攜式設(shè)備

●移動(dòng)電源、無(wú)線充電寶

●便攜式音箱、藍(lán)牙耳機(jī)充電倉(cāng)

●手持醫(yī)療設(shè)備、戶(hù)外 GPS 設(shè)備

智能穿戴設(shè)備

●智能手表、運(yùn)動(dòng)手環(huán)

●無(wú)線耳機(jī)的充電管理模塊

IoT 設(shè)備

●低功耗傳感器節(jié)點(diǎn)（如環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備）

●智能家居控制器（如智能門(mén)鎖、溫控器）

消費(fèi)電子

●電子煙、小型無(wú)人機(jī)電池管理

●數(shù)碼相機(jī)、便攜式投影儀

二、SM5307核心功能設(shè)計(jì)指南

1. 充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

輸入適配

● 輸入電壓范圍：4.65V–5.5V（兼容標(biāo)準(zhǔn) USB 5V 輸入），需選用支持 2.1A 輸出的適配器。

● D+/D- 配置：通過(guò) DCP 引腳（6 腳）支持蘋(píng)果 2.4A 協(xié)議（D+=2.7V，D?=2.7V）和 BC1.2 規(guī)范，需設(shè)計(jì) D+/D? 短接電路以滿足快充協(xié)議。

電池兼容性

● 支持 4.20V/4.30V/4.35V/4.40V 鋰電池（如三元鋰、磷酸鐵鋰），需通過(guò)外部電阻配置目標(biāo)電壓。

● 涓流充電設(shè)計(jì)：當(dāng)電池電壓低于 3.0V 時(shí)啟用涓流充電（200mA），需配置 NTC（5 腳）監(jiān)測(cè)電池溫度，避免低溫/高溫充電。

效率優(yōu)化

● 充電效率高達(dá) 91%（1MHz 開(kāi)關(guān)頻率），需選用低 ESR 電容和功率電感（推薦 4.7μH 以上）。

2. 升壓放電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

輸出配置

● 升壓輸出：VOUT（10 腳）固定 5V，最大電流 2.4A，適用于 USB-A/C 接口輸出。

● 紋波抑制：輸出電壓紋波 ≤100mV，需在 VOUT 引腳并聯(lián) 22μF 低 ESR 陶瓷電容。

負(fù)載管理

● 自動(dòng)檢測(cè)：負(fù)載電流持續(xù)低于 45mA 時(shí)，32s 后自動(dòng)關(guān)閉輸出（如移動(dòng)電源閑置休眠）。

● 短路保護(hù)：支持輸出短路快速關(guān)斷，需確保 SW（9 腳）和 BAT（8 腳）間走線阻抗 ≤50mΩ。

3. 系統(tǒng)控制與接口

按鍵與照明驅(qū)動(dòng)

KEY 引腳（7 腳）復(fù)用按鍵輸入和照明燈驅(qū)動(dòng)：

短按（50ms）：?jiǎn)拘严到y(tǒng)或切換電量顯示。

長(zhǎng)按（2s）：開(kāi)啟/關(guān)閉照明燈（如手電筒功能）。

LED 驅(qū)動(dòng)電流 17mA（照明）/6mA（顯示），需串聯(lián)限流電阻（如 120Ω@3.3V）。

電量顯示與低電報(bào)警

支持 1–4 顆 LED 顯示電量（2–4 腳），可通過(guò)分壓電阻配置電量閾值（如 20%/40%/60%/80%）。

低電量報(bào)警：當(dāng)電池電壓低于 3.3V 時(shí)，LED 閃爍（頻率可調(diào)）。

4. 保護(hù)機(jī)制設(shè)計(jì)

輸入保護(hù)

● 過(guò)壓保護(hù)（OVP）：VIN >5.5V 時(shí)關(guān)斷充電。

● 過(guò)充保護(hù)：電池電壓超過(guò)目標(biāo)值（如 4.4V）時(shí)停止充電。

輸出保護(hù)

●過(guò)流保護(hù)（OCP）：輸出電流 >2.4A 時(shí)觸發(fā)關(guān)斷。

●過(guò)溫保護(hù)（OTP）：芯片溫度 >125℃ 時(shí)關(guān)閉系統(tǒng)，遲滯 40℃（需優(yōu)化散熱設(shè)計(jì)）。

電池保護(hù)

●過(guò)放保護(hù)：BAT 電壓 <3.0V 時(shí)禁止放電，避免電池?fù)p壞。

三、關(guān)鍵設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

PCB 布局建議

●功率路徑：VIN、BAT、VOUT 引腳需采用寬走線（≥1.5mm），并減少回路面積以降低 EMI。

●散熱設(shè)計(jì)：SW 引腳（升壓開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)）下方鋪銅并開(kāi)窗散熱，推薦使用 2oz 銅厚 PCB。

溫度檢測(cè)優(yōu)化

●NTC 引腳（5 腳）需連接 10kΩ NTC 熱敏電阻（如 MF52AT），貼近電池表面安裝。

待機(jī)功耗控制

●電池待機(jī)電流僅 10μA，需確保 VIN=0V 時(shí)無(wú)漏電路徑（如反向保護(hù)二極管選型）。

兼容性測(cè)試

●D+/D? 切換需通過(guò) USB-IF 認(rèn)證測(cè)試（如 BC1.2、Apple 2.4A），建議使用專(zhuān)用協(xié)議測(cè)試工具。

四、典型應(yīng)用電路示例

五、終端產(chǎn)品開(kāi)發(fā)建議

快速原型設(shè)計(jì)：使用評(píng)估板驗(yàn)證充放電曲線（如 0%~100% 充電時(shí)間、升壓效率）。

成本優(yōu)化：選用國(guó)產(chǎn)4.35V高能量密度鋰電池（如ATL電芯），降低 BOM 成本。

用戶(hù)交互：通過(guò)LED呼吸燈效果提升用戶(hù)體驗(yàn)（如漸變亮度控制）。

通過(guò)以上設(shè)計(jì)指南，SM5307 可高效應(yīng)用于各類(lèi)便攜式設(shè)備，兼顧高集成度、安全性和用戶(hù)體驗(yàn)。

審核編輯 黃宇