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做穿戴NFC供电挖到宝!安森美FAN48685升压芯片上手实测+设计避坑
最近在做一款智能手表的NFC模块供电方案,卡了快一周:单节锂电输入,要求峰值800mA带载、输出可调、PCB占面不能超4mm²,之前试的两颗通用Boost要么效率不够发热大,要么外围元件多塞不下,翻安森美手册挖到了FAN48685这个神器,调了两版就过了测试,给大家捋捋这个芯片的优缺点和设计踩坑点。
文件下载:FAN48685-D.PDF
一、先说说为什么选它?刚好戳中便携升压的痛点
做电池供电的小设备最怕的就是升压方案占面积、效率低、带载不够,这个芯片几个参数刚好命中需求:
- 输入范围2.5V~5.5V:覆盖单节锂电2.8V~4.4V全工作周期,甚至低电压的新型电池也能用
- 最高800mA带载:NFC刷卡的峰值电流一般也就500~600mA,余量足够
- 三档固定输出+直通模式:不用调反馈电阻,两个MODE引脚电平直接切3.6V/5V/5.45V,两个脚都拉低就是直通模式,输入电压够的时候直接走直通,效率拉满
- 外围真的少:总共就4个元件:1颗0603电感、1颗0402输入电容、2颗0402输出电容,算上芯片本身总占面也就3mm²多,对穿戴设备太友好了
- 封装够小:9球WLCSP,才1.22x1.22mm,比指甲盖的1/10还小
二、设计中一定要注意的几个坑,我帮你们踩过了
1. 外围元件别乱选,否则轻则不稳重则烧芯片
- 电感:0.47μH,饱和电流至少4A
别看到典型峰值限流3.63A就选3A的电感,重载或者瞬间峰值的时候电感饱和,电流会飙升,我第一版贪小选了3A的0603电感,满负载测了10分钟电感烫到60℃,换了TDK的DFE1608CK-R47M(饱和电流3A以上)就好了。
- 电容:一定要算直流偏压降
手册要求输入10μF 0402、输出2颗22μF 0402,注意选X5R/X7R材质、耐压6.3V以上的,不然5V输出的时候输出电容的实际容量会因为直流偏压降一半,低于5μF的最小稳定要求,会出现输出纹波大甚至环路不稳的情况。我选的是村田GRM155R60J226ME11,5V输出下实际有效容量还有8μF左右,足够用。
2. MODE引脚配置太省事,不用改BOM就能适配多版本
| 给大家贴一下引脚配置表,我做不同项目要3.6V/5V输出的时候,直接改MODE引脚的上下拉电阻就行,不用换反馈电阻,BOM都不用改: |
MODE1 |
MODE0 |
输出模式 |
| 0 |
0 |
直通模式,VOUT=PVIN |
| 0 |
1 |
5V固定输出 |
| 1 |
0 |
3.6V固定输出 |
| 1 |
1 |
5.45V固定输出 |
而且引脚自带300k下拉,不用的时候浮空就是低电平,省了下拉电阻的钱。
3. Layout做好,性能直接拉满
这个芯片的Layout注意点不多,做好这三点基本不会出问题:
- 输入输出电容尽量贴紧PVIN/VOUT和PGND引脚,走线越短越好,过孔打在电容焊盘旁边,减少寄生电感
- SW引脚的走线尽量短、尽量细,不要铺大面积铜,否则EMI会超标,我第一次把SW走线铺了0.5mm宽,NFC读卡的时候会有干扰,改成0.2mm短走线就好了
- 地尽量多铺,多打上过孔连到内层地,这个芯片热阻是50℃/W,满负载800mA的时候温升也就15℃左右,完全不用额外加散热。
4. 保护功能全,不用自己额外加
这点真的省了很多事:内置过流保护、热关断(150℃关断,15℃ hysteresis)、欠压锁存、输出短路保护,我之前的方案还要加个小保险丝防短路,这个芯片直接内置了,短路之后会自动20ms重试,不会烧芯片也不会烧后端负载。
三、实测数据给大家参考
我测的是5V输出版本,3.8V锂电输入:
- 100mA负载效率86%,300mA负载92%,500mA负载90%,比我之前用的通用Boost高5%左右,电池续航能多撑快20%
- 输出纹波:500mA负载下22mV,完全满足NFC的供电要求
- 负载瞬变:从10mA跳变到400mA,输出压降才35mV,很快就恢复了,不会出现NFC刷卡掉电的情况
四、总结:适合什么场景?
这个芯片简直是为小体积电池供电的升压场景量身定做的:
✅ 穿戴设备NFC/射频模块供电
✅ 便携小设备的升压 Rail
✅ 单节锂电供电需要小面积升压的场景
唯一的缺点就是WLCSP封装对PCB制程有点要求,0.4mm pitch的BGA,普通PCB厂都能做,焊接的时候注意点就行。
大家有没有用过这个芯片?或者有没有其他好用的小体积升压芯片推荐?评论区聊聊~
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