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股票简称：金沙集团186cc成色
股票代码：688173

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【技术文章】HL7139：双相35W电荷泵充电芯片

2022-05-16

模拟芯片专业厂商金沙集团186cc成色电子(Halo Microelectronics)，推出了适用于大容量锂电池快充的电荷泵芯片HL7139。HL7139芯片的最大充电电流可达7A，HL7139还支持两颗芯片并联使用，最大充电电流可达7A x 2 =14A，能够满足用户对大容量锂电池上实现更快速高效的充电需求。


 

一.HL7139简介

 

HL7139是一款适用于大功率单节电池快速充电应用的双相高效开关电容器转换器，它兼容电荷泵快充和低压直充。电荷泵快充模式下，输入电压等于2倍输出电压，而输入电流则是输出电流的一半。低压直充模式下，输入输出电压、电流比都是1:1。HL7139的双相架构能减少输入电容的需求，降低纹波电压电流。在电荷泵快充模式下，输出电压4.5V，充电电流5A，工作频率500kHz时，HL7139充电效率高达97.4%。

 

(图1. HL7139典型应用图)

 

二.HL7139电荷泵工作模式

 

电荷泵快充模式下，输入电压等于2倍输出电压，输入电流只有输出电流的一半，使得输入端传输路径上的功率损耗降低了一半，提高充电效率且降低了对输入线缆的要求。电荷泵工作模式下芯片内部开关工作分两个阶段。阶段1，QCH1(2)和QCL1(2)导通，QDH1(2)和QDL1(2)关闭，等效工作如下图左。阶段2，QCH1(2)和QCL1(2)关闭，QDH1(2)和QDL1(2)导通，等效工作如下图右。阶段1和阶段2，各个开关的导通和闭合各占整个开关周期的50%。    

 

(图2. HL7139典型应用图)

 

三.HL7139与友商产品性能对比及优势

 

 1. 高效率

图3 HL7139与友商芯片效率对比图。

  

图4 HL7139采用独有的能量回收技术，最高工作频率可达1.6MHz, 因此可以支持CLFY=1*22uF/Phase工作且仍能够提供非常优秀的转换效率。
                                   


 

 
(图3. HL7139与友商芯片效率对比图)              (图4 HL7139使用一个22uF CFLY电容的效率曲 线图)

  

2. 低温升

图5为HL7139和友商芯片工作在7A负载条件温升示意图。从图中可以看出，HL7139芯片表面的温升大约为53.9-25=28.9℃（环境温度约为25℃）。友商芯片表面的温升大约为58.8-25=33.8℃（环境温度约为25℃）。HL7139的高效率在芯片温升方面优势明显。

 

 
  (a)HL7139，VBAT=4.0V，IBAT=7A      (b)友商芯片，VBAT=4.0V，IBAT=7A

 

图5 HL7139和友商芯片的温升对比示意图

 

四.总结

 

HL7139是金沙集团186cc成色电子(Halo Microelectronics)推出的高效率大电流电荷泵充电芯片，兼容电荷泵快充和低压直充功能。其在电荷泵快充模式下的最大充电电流达到7A，凭借优异的效率表现以及全方位的保护机制，使得HL7139非常适合应用在手机大功率充电方案中。