LTC3558 搭載 LiPo 充電+2ch 出力 DC-DC コンバータモジュール

LTC3558 搭載

リニアテクノロジー■特徴
・LiPo 充電回路と DC-DC コンバータを１つのモジュールにしました。
・リニアテクノロジー LTC3558 を搭載した、世界最小の充電回路＆2ch DC-DC コンバータです。
・3.3V 駆動システムを簡単に LiPo 電池駆動にすることができ、充電も一緒に行えます。
・バッテリー駆動回路の製作に最適です。
・3.3V 出力と 1.8V 出力は独立しています。
・充電電流 80mA/450mA 切り替え式
・独自の設計により超小型のサイズに収まっています。

■仕様
◆充電部
充電タイプ
対応バッテリー充電電流
充電終止電圧
電源電圧
安全回路
付加機能
◆DC-DC コンバータ部
出力チャンネル
付加機能●VOUT1変換方式
出力電圧
最大負荷電流効率
ON/OFF 機能●VOUT2変換方式
出力電圧最大負荷電流ON/OFF 機能
効率
アイソレートサイズ
内容品

リニアチャージャ(CVCC 制御)
リチウムイオン・リチウムポリマ充電池80mA/450mA 切り替え式（HPWR ピンによる）最大充電電流 950mA まで設定可能
4.2V
5.0V(4.3V～5.5V) マイクロ USB 端子
電圧監視、サーミスタ、タイマー
充電中表示 LED，充電停止ピン
2ch(VOUT1 と VOUT2)
バーストモード（低消費電力モード）
Buck コンバータ（降圧コンバータ）
1.8V 固定 (1.755V～1.845V)
400mA80%程度あり
Buck-Boost コンバータ（昇降圧コンバータ）
3.3V 固定 (3.18V～3.35V)
400mA
あり
80%~90%程度
入出力間はアイソレート（絶縁）されません
約 18x21mm ※USB コネクタ含まず
基板ｘ１枚※製作・使用にあたり巻末の使用上の注意をよく読んでいただき、わからない用語がある場合はお使いにならないでください。
※この製品にバッテリー、配線材料、USB ケーブルは含まれません。

■ピン配置（■になっているパッドが GND の１番ピンです）

VOUT1 1.8V ON/OFF
VOUT2 3.3V ON/OFF
充電モード設定
充電電流設定
充電中表示
DC-DC 動作モード
5V 電源(VBUS)
電源グランド
用途

EN1
EN2
HPWR
PROG
~CHRG
MODE
VCC
GND
名称

12345678161514131211109

ピン番号

ピン番号

GND
NTC
SUSP
VOUT2
GND
VOUT1
BATin
BATout
名称

用途

グランド
サーミスタ端子
充電 ON/OFF 切り替え
DC-DC コンバータ出力(3.3V)
出力グランドDC-DC コンバータ出力(1.8V)
DC-DC コンバータ入力
LiPo 電池端子（＋）
バッテリー接続端子（9 番の BATout と基板内でつながっています）

バッテリー接続端子
［－］
［＋］
GND
BATout（グランド・マイナス端子）※ピン間隔はすべて 2.54mm です。穴径は 1.0mm※すべての GND 及びマイクロ USB のシールドは基板内でつながっています。

-1-■ブロック図
このブロック図は当社モジュール全体のもので付加回路があるのと、表記を簡単にしているところがあり、リニアテクノロジーの LTC3558のブロック図とは異なります。充電電流は PROG ピンと HPWR ピンで決定されます。

■端子の解説（上記ブロック図とあわせてご覧ください）
・EN1
EN1 はコンバータ VOUT1 の ON/OFF 端子で VOUT1 に対応します。EN1 を H にすると VOUT1 から 1.8V が出力されます。L の場合(オープンの場合も)は OFF になり、出力は 0V になります。
・EN2
EN2 はコンバータ VOUT2 の ON/OFF 端子で VOUT2 に対応します。EN2 を H にすると VOUT2 から 3.3V が出力されます。L の場合(オープンの場合も)は OFF になり、出力は 0V になります。
・HPWR(20%とと 100%のの切り替え)
充電電流をコントロールする端子です。オープンまたはL レベルで LOW 充電電流になります。これは規定の電流の20%充電電流となります（初期状態では 90mA）。H にすると 100%になります（初期状態では 450mA）。つまり L と H
では約 5 倍の充電電流の差があることになります。充電電流は PROG ピンで設定します。
・PROG
充電電流を設定する端子です。初期状態（オープン状態）
では 450mA が設定されています。この端子と GND 間に抵抗を付加することでもっと電流を増やすことができます。
1.6kΩの抵抗を付加することで約 950mA にすることができます。950mA が最大の充電電流です。それ以上増やすことはデバイスの破損につながります。実際の充電電流はこのピンと HPWR との組み合わせで決まります。
・~CHRG
充電状態を示します。このピンは LED とも接続されてお-2-り、L（LED 点灯）で充電中、H（LED 消灯）で充電していない、または満充電を示します。L と H を繰り返す（LED点滅）はバッテリー異常を示します。
・MODE
DC-DC コンバータの動作モードを設定します。H にするとバーストモードになり、VOUT1, VOUT2 とも低消費電力モードになります。L にすると VOUT1 はパルススキップモード, VOUT2 は PWM モードになります。このピンはオープン禁止です。L が H のどちらかの論理に接続してお使いください。
・VCC充電電源を接続する端子です。マイクロ USB の端子から電源を受けない場合は、この端子から充電回路を動作させることができます。マイクロ USB の VBUS(バスパワー)ピンとこのピンはつながっています。VCC の最大電圧は 5.5Vです。
・GND
電源グランドです。他に複数ある GND 端子とつながっています。またマイクロ USB コネクタのシールド部分ともつながっています。
・BATout
LiPo 電池を接続する端子です。LiPo 電池は BATout（＋極へ）と GND（－極へ）を接続することになります。この端子が充電回路の出力になります。
・BATin
内蔵 DC-DC コンバータの電源入力です。通常は上記
BATout と接続して同じ LiPo 電池と配線することになります。

通常は BATout と BATin を接続して使いますが、回路のテスト、消費電力などの診断をする上で分断できたほうがいいこともありますのでモジュール内部で BATout と BATinはつながっていません。お客様の方で BATout と BATin を接続してください。ブロック図の緑○印の箇所
・VOUT1
DC-DC コンバータ出力（その１）です。その１はバック(Buck)型コンバータとなっていますので、降圧型コンバータです。EN1 をオンにすると 1.8V(固定)が出力されます。
ユーザ回路でお使いください。最大負荷電流は 400mA です。
・VOUT2
DC-DC コンバータ出力（その２）です。その２はバックブースト(Buck-Boost)型コンバータとなっており、出力電圧は 3.3V(固定)、最大負荷電流は 400mA です。
・SUSP
■使い方

充電を一時停止する端子です。オープンあるいは GND接続で通常動作（充電を行う）となります。H レベルにすると充電を停止させます。
・NTC
バッテリーの温度監視サーミスタを接続する端子です。
100kΩのサーミスタを接続して、バッテリーと密着させバッテリーの異常温度を検出するためのものです。サーミス
タを 16 番ピンの GND との間に接続できるように設計されています。サーミスタの B 定数はデータシートを参照くだ
さい。
もしサーミスタがない場合は J1 をショートすることで温度を無視して強制的に動作させることができますが、バッテリーの過熱、膨張などの異常状態を検知できなくなる
ので開発段階以外、目を離した状態では使用しないこと）※充電部と DC-DC コンバータ部は別々に説明していますが、同時（充電しながらの負荷出力）もできます。

◆充電部◆充電部分の使い方（１）9 番の BATin と 10 番の BATout を接続（ショート）する。
（２）NTC~GND に NTC(サーミスタ)を接続するか、もしくは J1 をショートする。J1 をショートすると電池の過熱保護は検出できません。
（３）LiPo 電池を接続する。極性に注意（４）もし異状があればすぐに電池をはずす。
（５）USB ケーブルでパソコンなどに接続する。
（６）問題なければ赤の LED が点きっぱなしになります。
これで充電が行われている状態です。初期状態では充電電流が 90mA になります。HPWR を VCC と接続すると450mA になります。
（７）CVCC 方式の充電回路で最初は定電流、その後は4.2V の定電圧充電となります。定電圧充電が４時間経過
すると充電が完了し、LED が消えます。
（８）電池の電圧がほぼ 4.2V になっているはずです。

s◆DC-DC コンバータ部◆DC-DC コンバータ部分の使い方（１）BATin と BATout を接続（ショート）する。
（２）EN1, EN2 を BATin（BATout でも同じ）に接続する（３）MODE を BATin に接続する。これでバーストモード（低消費電力モード）になります。MODE を GND に接続すると PWM モードになります。高負荷の場合は GND接続したほうがよい。
（４）LiPo 電池を接続する。極性に注意（５）VOUT1, VOUT2 から電圧が出ていることを確認す
る。VOUT1=1.8V，VOUT2=3.3V（６）もし異状があればすぐにバッテリーをはずす。
（７）お客さまの回路に接続してお使いください。もちろん VOUT2 出力しか使わないのであれば、VOUT1 は OFFにしてかまいません。
※充電時のジャンパーや配線はそのままで DC-DC コンバータは動作します。
※USB で 5V が供給されていても動作します。
※長期間使用しないときはバッテリーをはずすことを推奨します。

■充電の仕組み
この充電回路は CVCC の定電圧、定電流タイプのリニア充電回路です。バッテリーへは設定した電流で充電され、4.2V の電圧で終止します。4.1～4.2V の電圧が約 4 時間経過すると満充電と判断され LED が消えて充電が終わります。
また NTC 端子によるサーミスタ温度も同時にチェックされています。異常温度を検知した場合も充電をストップします。
-3-

■補足説明◆HPWR
このピンは充電の電流をコントロールします。H にすると高電流モードになり約 450mA で充電します。L の場合は 80mA の充電電流になります。標準的な USB 接続では 500mA 流すことができますので、高電流モードの充電で通常は問題ありません。
小規模の電源であれば 80mA の電流で充電することもできます。いずれの場合でもこの電流値は最大値であり、バッテリーが充電されて満充電に近くなれば、電流は徐々に減っていき、最終的には充電電流は流れなくなります。

◆NTC
このピンはバッテリーの温度監視を行うためのサーミスタを接続する端子です。NTC 端子と隣の GND 端子にサーミスタを接続します。サーミスタはバッテリーに密着させてバッテリーの温度を計測できるようにします。LTC3558 はサーミスタを接続しないと充電されないように設計されておりますが、試作やテストのためサーミスタがなくても充電できるようにすることが可能です。J1 の端子をショートすると NTC を接続しなくても充電が行われます。製品に組み込む場合は J1 をショートせず必ずサーミスタを接続してお使いください。

◆MODE
DC-DC コンバータの動作モードを設定するピンです。High でバーストモードになり、電池の消費電力を抑えることができますから LiPo 電池には最適です。その代わりリップルは多めです、Low にすると PWM モード(VOUT1 はパルススキップモード)になり無負荷消費電力が大きくなりますが、出力は安定します。負荷が大きい場合は Low にしてください。VOUT1 と VOUT2は別々に設定することはできません。

◆VOUT1
低電圧側の DC-DC コンバータ出力です。1.8V が出力されます。この出力を ON にするには EN1 に H を入力してください。
VOUT1 は降圧コンバータになっていますので、バッテリーが 1.9V 以下になると出力も低下してしまいます。
◆VOUT2高電圧側の DC-DC コンバータ出力です。3.3V が出力されます。この出力を ON にするには EN2 に H を入力してください。
VOUT2 の出力は昇降圧コンバータになっています。バッテリーが 3.3V 以下に低下しても出力電圧は維持されます。

■使用上の注意
・この製品はバッテリーを充電・放電する回路を扱うため、専門的な知識が必要です。モジュールの誤配線、ハンダ付け不良、誤った運用の仕方をすると爆発、火災の原因になります。バッテリーの充電回路を理解した方がお使いになってください。事故に対しては当社、販売会社、リニアテクノロジーでは一切責任を負いかねます。
・入力と出力、およびバッテリーの極性を間違えないでください。一瞬でもＩＣが破壊されてしまいます。
・J1 のジャンパーは一時的に使用するもので、完成品、量産を目的とした場合はサーミスタを接続し、J1 を使用しな
いこと・USB コネクタに強い力がかかると基板から剥離する場合があるので注意して取り扱ってください。
・量産を目的とした場合は十分な充電、放電のテスト、異常温度での確実な停止をするかなどの安全テストが必要です。
・電源電圧の最大は 5.5V までです。5.5V を超える電圧を一瞬でも加えないでください。
・本キットはエンジニアの方を対象にした製品です。説明書が理解できない方は使用しないでください。
・本モジュールを使用したことによる損害・損失については当社、販売店、リニアテクノロジーは一切補償できません。
・製造上の不良と認められる場合のみ、良品とお取替えいたします。それ以外の責についてはご容赦ください。
Copyright (c) 2017,2018 Strawberry Linux Co.,Ltd. 無断転載・引用を禁止します。
株式会社ストロベリー・リナックス ２０１７年７月３日 第１版 ２０１８年１月８日 第２版-4-