SM5307电源管理SOC产品解决方案应用指南

海川半导体原厂出品的电管管理IC—SM5307，把升压转换器、锂电池充电管理以及电池电量指示等这些关键的电源管理功能全都集成在一起，为移动电源和各类便携式设备提供了一套完整的电源解决方案。

一、SM5307典型应用场景

便携式设备

● 移动电源、无线充电宝

● 便携式音箱、蓝牙耳机充电仓

● 手持医疗设备、户外 GPS 设备

智能穿戴设备

● 智能手表、运动手环

● 无线耳机的充电管理模块

IoT 设备

● 低功耗传感器节点（如环境监测设备）

● 智能家居控制器（如智能门锁、温控器）

消费电子

● 电子烟、小型无人机电池管理

● 数码相机、便携式投影仪

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二、SM5307核心功能设计指南

1. 充电系统设计

输入适配

● 输入电压范围：4.65V–5.5V（兼容标准 USB 5V 输入），需选用支持 2.1A 输出的适配器。

● D+/D- 配置：通过 DCP 引脚（6 脚）支持苹果 2.4A 协议（D+=2.7V，D−=2.7V）和 BC1.2 规范，需设计 D+/D− 短接电路以满足快充协议。

电池兼容性

● 支持 4.20V/4.30V/4.35V/4.40V 锂电池（如三元锂、磷酸铁锂），需通过外部电阻配置目标电压。

● 涓流充电设计：当电池电压低于 3.0V 时启用涓流充电（200mA），需配置 NTC（5 脚）监测电池温度，避免低温/高温充电。

效率优化

● 充电效率高达 91%（1MHz 开关频率），需选用低 ESR 电容和功率电感（推荐 4.7μH 以上）。

2. 升压放电系统设计

输出配置

● 升压输出：VOUT（10 脚）固定 5V，最大电流 2.4A，适用于 USB-A/C 接口输出。

● 纹波抑制：输出电压纹波 ≤100mV，需在 VOUT 引脚并联 22μF 低 ESR 陶瓷电容。

负载管理

● 自动检测：负载电流持续低于 45mA 时，32s 后自动关闭输出（如移动电源闲置休眠）。

● 短路保护：支持输出短路快速关断，需确保 SW（9 脚）和 BAT（8 脚）间走线阻抗 ≤50mΩ。

3. 系统控制与接口

按键与照明驱动

KEY 引脚（7 脚）复用按键输入和照明灯驱动：

短按（50ms）：唤醒系统或切换电量显示。

长按（2s）：开启/关闭照明灯（如手电筒功能）。

LED 驱动电流 17mA（照明）/6mA（显示），需串联限流电阻（如 120Ω@3.3V）。

电量显示与低电报警

支持 1–4 颗 LED 显示电量（2–4 脚），可通过分压电阻配置电量阈值（如 20%/40%/60%/80%）。

低电量报警：当电池电压低于 3.3V 时，LED 闪烁（频率可调）。

4. 保护机制设计

输入保护

● 过压保护（OVP）：VIN >5.5V 时关断充电。

● 过充保护：电池电压超过目标值（如 4.4V）时停止充电。

输出保护

● 过流保护（OCP）：输出电流 >2.4A 时触发关断。

● 过温保护（OTP）：芯片温度 >125℃ 时关闭系统，迟滞 40℃（需优化散热设计）。

电池保护

● 过放保护：BAT 电压 <3.0V 时禁止放电，避免电池损坏。

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三、关键设计注意事项

PCB 布局建议

● 功率路径：VIN、BAT、VOUT 引脚需采用宽走线（≥1.5mm），并减少回路面积以降低 EMI。

● 散热设计：SW 引脚（升压开关节点）下方铺铜并开窗散热，推荐使用 2oz 铜厚 PCB。

温度检测优化

● NTC 引脚（5 脚）需连接 10kΩ NTC 热敏电阻（如 MF52AT），贴近电池表面安装。

待机功耗控制

● 电池待机电流仅 10μA，需确保 VIN=0V 时无漏电路径（如反向保护二极管选型）。

兼容性测试

● D+/D− 切换需通过 USB-IF 认证测试（如 BC1.2、Apple 2.4A），建议使用专用协议测试工具。

四、典型应用电路示例

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五、终端产品开发建议

快速原型设计：使用评估板验证充放电曲线（如 0%~100% 充电时间、升压效率）。

成本优化：选用国产4.35V高能量密度锂电池（如ATL电芯），降低 BOM 成本。

用户交互：通过LED呼吸灯效果提升用户体验（如渐变亮度控制）。

通过以上设计指南，SM5307 可高效应用于各类便携式设备，兼顾高集成度、安全性和用户体验。

审核编辑 黄宇