MEZS7-1S-4SPDPowerBank 参考设计

采用全集成升降压充电IC的双向 PD 移动电源解决方案，适用于 1 至 4 节串联电池组

参考设计

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概述

MEZS7-1S-4SPDPowerBank 是一款集成了MP2651 和 CCG3PA的PD 应用电源解决方案模块，它支持 PD3.0 和 BC1.2 协议。MP2651 是一款专为 1 至 4 节串联电池组应用设计的升降压充电IC。该器件在源模式下通过IN 引脚支持 3V 至 21V 的宽电压范围，符合 USB PD 规范。CCG3PA 则是处理 PD 协议的赛普拉斯 PD 控制器。

MEZS7-1S-4SPDPowerBank 还包含一个 DRP USB Type-C 端口。当插入适配器时，该端口可充当 UFP，以最大 5A 的充电电流为电池充电；当插入负载后，该端口可充当 DFP，通过电池为 USB 供电。

性能总结 ⁽¹⁾

以下规格均适用于 T_A = 25°C 的条件，除非另有说明。

表1: MPS解决方案

参数	条件	值
输入电压 (V_IN) 范围		4V 至 22V
电池充电调节电压 (V_{BATT_REG})		8.4V (可通过 I²C 接口配置)
快充电流	V_IN = 9V 至 20V	5A (可通过 I²C 接口配置)
源模式下的输出电压 (V_{IN_SRC})		3V 至 12V
典型充电效率	V_IN = 20V, V_BATT = 8V, ICC = 5A	94.2%
峰值充电效率	V_IN = 12V, V_BATT = 8V, ICC = 3A	96.33%
源模式下的典型效率	V_BATT = 7.4V, V_{IN_SRC} = 20V, I_{IN_SRC} = 1.5A	93.5%
源模式下的峰值效率	V_BATT = 8.4V, V_{IN_SRC} = 12V, I_{IN_SRC} = 1.5A	96.37%
开关频率		600kHz (可通过 I²C 接口配置)

1) 请参阅 MP2651 数据手册了解更多信息。

采用MPS MPL-AL5030 系列电感可优化性能

评估板

长x宽x高 (8.9cmx8.9cmx0.16cm)

板型号	MPS IC 型号
MEZS7-1S-4SPDPowerBank	MP2651GVT

快速入门指南

MEZS7-1S-4SPDPowerBank 是通过 MP2651 实现的PD 应用参考设计，它包含一个 DRP USB Type-C 端口。可采用最常见的电容。充电电流预设为 5A，2 节串联锂离子电池的充电满电压预设为 8.4V。在反向源模式下，输出预设为 5V/3A。所有充电/放电参数均通过 CCG3PA 设置。用户也可通过开发板的配置头文件将自定义代码下载到 CCG3PA。

将电池端子连接至：

正（+）：VBATT
负（-）：GND

如果使用电池仿真器，请将电池电压预设在 0V 和 8.4V 之间，然后将其关闭。将电池仿真器的端口连接至：

正（+）：VBATT
负（-）：GND

确保电池电压存在（如果使用电池仿真器，请保持仿真器开启）。
进行充电模式测试时，使用 USB Type-C 转 Type-C 电缆或 USB Type-A 转 USB Type-C 电缆将 USB Type-C 端口连接到适配器。充电模式应自动开启，充电电流将根据适配器与板之间的 PD 协议通信结果进行调节。
进行源模式测试时，使用 USB Type-C 转 Type-C 电缆、USB Type-C 转 Micro-B 电缆或 USB Type-C 转Lightning电缆将器件连接到 USB Type-C 端口。源模式应自动开启，并为器件提供所需的电压。

图 1 所示为测量设备装置。

图 1：测量设备设置

评估板示意图

图2: 评估板示意图

MEZS7-1S-4SPDPowerBank BOM

数量	标号	值	描述	封装	供货商	供货商PN
4	C10, C11, C27, C28	22μF	陶瓷电容, 25V, X5R	0805	Murata	GRM21BR61E226ME44L
7	C2, C3, C16, C17, C20, C21, C22	10μF	陶瓷电容, 25V, X5R	0805	Murata	GRM21BR61E106KA73
3	C4, C32, C34	1μF	陶瓷电容, 50V, X5R	0603	Murata	GRM188R61H105KAAL
2	C26, C35	4.7μF	陶瓷电容, 25V, X5R	0603	Murata	GRM188R61E475KE11D
2	C9, C19	1μF	陶瓷电容, 25V, X7R	0402	Murata	GRM155R61E105KA12
7	C7, C8, C14, C18, C30, C31, C32	100nF	陶瓷电容, 25V, X7R	0603	Wurth	885012206071
1	C1	1nF	陶瓷电容, 50V, X7R	0603	TDK	C1608X7R1H102K
2	C5, C6	330pF	陶瓷电容, 50V, X7R	0603	Murata	GRM188R71H331KA01D
8	C12, C13, C15, C25, C36, C29, C40, C41	NC
2	R4, R14	1MΩ	薄膜电阻, 1%	0603	Yageo	RC0603FR-071ML
1	R21	2kΩ	薄膜电阻, 1%	0603	Yageo	RC0603FR-072KL
2	R26, R30	5.1kΩ	薄膜电阻, 5%	0603	Yageo	RC0603JR-075K1L
9	R1, R5, R6, R7, R8, R23, R19, R20, R29	0Ω	薄膜电阻, 5%	0603	Yageo	RC0603JR-070RL
1	R2	2MΩ	薄膜电阻, 5%	0603	Yageo	RC0603JR-072ML
1	R17	200kΩ	薄膜电阻, 1%	0603	Yageo	RC0603FR-07200KL
1	R18	13kΩ	薄膜电阻, 1%	0603	Yageo	RC0603FR-0713KL
1	R22	15kΩ	薄膜电阻, 1%	0603	Yageo	RC0603FR-0715KL
2	R27, R31	100kΩ	薄膜电阻, 5%	0603	Yageo	RC0603JR-07100KL
1	RNTC1	10kΩ	薄膜电阻, 1%	0603	Yageo	RC0603FR-0710KL
6	R9, R16, R10, R11, R24, R25	2Ω	薄膜电阻, 5%	0603	LIZ	CR0603JA02R0G
1	RS1	5mΩ	薄膜电阻, 1%	1206	Yageo	PA1206FRF070R005L
4	R12, R13, R15, R32	20mΩ	薄膜电阻, 1%	1206	Cyntec	RL1632H-R020-FN
1	P1	5A	USB Type-C 连接器	SMD	YaLian	93579102
2	M1, M2	30V, 20A	N-沟道MOSFET	PowerPAK-1212-8	Vishay	SISA14DN-T1-GE3
2	D1, D2	20V, 0.5A	肖特基二极管	SOD-123	Diodes	B0520LW-7-F
4	D3, D4, D5, D6	NC	NC
1	LED1	Green	绿色LED	0805	Bai Hong	BL-HGE35A-AV-TRB
1	U3	24.5V	PD 控制器	QFN-24 (4mmx4mm)	Cypress	CYPD3171-24LQXQ
1	U1	MP2013A	LDO	QFN (2mmx2mm)	MPS	MP2013AGG
1	U2	MP2651	充电器IC	TQFN-30 (4mmx5mm)	MPS	MP2651GVT-0000
1	L1	1.5μH	电感, 1.5μH, 9.7mΩ, 9A	SMD	MPS	MPL-AL5030-1R5

解决方案模块测试结果

以下性能曲线和波形通过测试解决方案模块得到。测试条件为：C_IN = 5 x 10µF + 1 x 1µF, C_CFLR = 2 x 22µF + 1 x 1µF, C_BATT = 2 x 22µF, L = 1.5µH (10mΩ), T_A = 25°C，除非另有说明。

以下性能曲线和波形通过测试评估板得到。测试条件为：C_IN = 5 x 10µF + 1 x 1µF, C_CFLR = 2 x 22µF + 1 x 1µF, C_BATT = 2 x 22µF, L = 1.5µH (10mΩ), f_SW = 600kHz, 2节电池, T_A = 25°C，除非另有说明。