电源革新，探秘英集芯同步升降压技术在磷酸铁锂电池中的巧妙应用

前言

同步升降压转换器是电源转换器的一种，独特之处在于它可以将输入电压升高或降低到所需的输出电压，而不受输入电压的波动影响，其工作原理是通过控制开关管的导通和关断来实现输入电压和输出电压之间的转换，这使得它成为一个非常灵活的解决方案，因此在许多电子设备中得到广泛应用。

而在移动电源中使用同步升降压芯片有助于提高其能源利用效率、保持设备的稳定性，并允许结构更加紧凑的设计，让产品更加小巧轻便，满足移动电源产品对性能和便携性的要求。

磷酸铁锂电池具有寿命长安全性较高的优势，但其电压范围可能与一些设备或应用的工作电压要求不匹配。同步升降压芯片可以有效解决这个问题，能够将其输出电压升压或降压以适应不同设备的工作需求，确保电池在安全范围内工作，防止过放或过充，提高电池的使用寿命，从而扩展了磷酸铁锂电池的适用性。

英集芯磷酸铁锂解决方案

锂离子电池由正极材料、负极材料、隔膜、电解液四个部分组成，主要按照正极材料的不同进行分类。在储能领域，目前应用较为广泛的是采用磷酸铁材料的磷酸铁锂电池，和采用三元材料的三元锂电池。

相比三元锂电池，磷酸铁锂电池在遭受短路、挤压、针刺等意外情况时，依旧稳定安全，不易起火爆炸；磷酸铁锂电池还具备较好的快速充电特性，可实现 3C~5C 的高倍率充放电，对过充过放电的承受能力也更强。

磷酸铁锂电池中的正极磷酸铁材料以铁为主要原料，重金属与稀有金属等占比较少，不仅成本可以做到更低，而且无毒性，对环境污染更小；磷酸铁材料同时还具备长寿命的特点，在进行至少 1500 次循环后储电量仍能保持≥80%。

磷酸铁锂电池与三元锂电池的工作电压范围不同，市面上当前绝大多数锂电管理芯片均针对三元锂电池设计，不太适用磷酸铁锂电池。

此外，多串磷酸铁锂电池在实际应用时，需要配合锂电保护新品的电池均衡功能，降低电压过高电池的充电电流，让亏电的电池得到全部充电电流，使电池的电压达到一致，从而使串联电池组中每一节电池都能充满电。

英集芯作为国内锂电池电源管理芯片的领导者，响应市场潮流趋势，针对磷酸铁锂电池应用，推出了一系列的解决方案。

磷酸铁锂移动电源升降压解决方案

充电头网总结了六款英集芯可应用于磷酸铁锂移动电源的同步升降压芯片。

这六款芯片分别为IP2363、IP2366、IP2368、IP5385、IP5386、IP5389，接下来将进行详细讲解。

IP2363

英集芯IP2363是一款专为多串锂电池充电的升降压SOC芯片，这款芯片内置PD3.0协议，支持使用PD快充和DP&DM快充供电，支持5-20V输入电压。在输入电压低于，等于或者高于电池组电压时，都可以将输入电压转换为适合的电压，为电池组充电。

IP2363支持为2-5串的锂电池组充电，基本涵盖手持电动工具电压范围。支持三元锂电池和磷酸铁锂电池使用，电池节数和充电功率均可由电阻配置，设置简单。最大充电功率为30W，支持自适应充电电流调节。

通过使用IP2363同步升降压SOC芯片，搭配同步升降压MOS管和电感以及电容和电阻元件，即可组成内置在电池组中的充电电路。通过使用PD快充充电器直接为电池充电，省去专用充电器的制造和认证成本，并且降低电动工具成本，也减少包装体积，减少包装材料的使用。

英集芯IP2363升降压SOC芯片延续了家族升降压产品的精简设计，芯片内部集成快充取电功能，电池充电管理和同步升降压控制器，无需外置芯片即可实现全部功能。此外，IP2363还支持定制I2C功能，通过芯片内置的14位ADC，测量输入电压和电流，电池的充电电压和电流信息。

IP2363还集成输入过压、欠压保护，电池过充、过流保护，支持外接热敏电阻进行电池温度保护和芯片过热保护功能。

图为英集芯IP2363电池充电应用原理图，为四管单电感设计，电池节数，充电截止电压和充电功率均可简单的由电阻进行配置，满足不同使用需求。IP2363还支持DC适配器供电使用，支持多种输入方式。

英集芯 IP2363 采用QFN32(5x5mm)封装。

芯片放在一元硬币上的直观大小。

IP2366

英集芯IP2366是一款支持PD3.1等多种快充输入输出协议的电源管理芯片，支持最大140W充电功率与2~6串锂电池串联，具有高集成度与丰富的功能，只需要一个电感就能实现同步升降压功能，在应用时仅需极少的外围器件，有效减少整体方案的尺寸，大大降低BOM成本。

IP2366采用BUCK-BOOST升降压技术，配备NMOS驱动，能够智能自适应充电电流，同时在外接电阻的情况下，可以轻松设置电池类型，充满电压为3.65V、4.1V、4.2V、4.35V和4.4V，以满足不同电池串联节数的需求，适用于2-6串锂电池/磷酸铁锂电池充放电。此外，IP2366内置IC温度、电池NTC温度和输入电压控制检测环路，可以根据识别到的充电器功率智能调节充电电流。

除了电池管理的灵活性，IP2366还具备丰富的快充协议，其中包括PD3.1、FCP、AFC、SCP、DRP Try.SRC、QC2、QC3.0、QC3.0+等，为用户提供了多种快速充电选项，确保充电效率和速度。此外，IP2366还支持最多四个LED电量指示灯，内置14bitADC，具有I2C接口，可通过其获取充放电电压、充电电流等信息，且待机功耗仅为5μA，还具备EN唤醒功能，为电池管理和充电控制提供了高度的便利性和效率。

IP2366集成了一系列强大的保护机制，以确保了电路的稳定和可靠性。这些保护机制包括输入过压和欠压保护，以防止不稳定电压对电路造成损害。此外，IP2366还具备输出过流和短路保护功能，有效防止电路过载或短路情况的发生。电池方面，IP2366提供了过充、过放和过流保护，以保护电池的安全和寿命。此外，还有IC过流保护和充电电池温度NTC保护，进一步提高了稳定性和可靠性。同时，IP2366的ESD防护能力达到4KV，输入耐压可达30V，为电路提供了额外的安全性，确保在各种工作条件下都能正常运行。

与一元硬币实观大小对比。

IP2368

英集芯 IP2368 是一款集成 AFC/FCP/PD2.0/PD3.0 等输入输出快充协议和同步升降压转换器的锂电池充放电管理芯片，内置四管H桥同步升降压开关管驱动，可自动申请快充以最大功率充电，输入端支持5-20V电压，通过升降压电压转换，自动切换升压或降压，调节输出电压为多串电池组充电，还支持最大100W的反向放电输出。

英集芯 IP2368 支持使用2-5节串联的电池组，电池充满电压支持电阻设置，适配磷酸铁锂和三元锂电池，充分满足不同设备的电池种类。IP2368默认支持四灯电量指示，电池组初始容量可通过电阻配置，可实现精准的电量显示。

IP2368采用QFN7*7mm-48封装，相比传统升降压方案更加节省空间。

IP5385

充电头网获悉，业内知名快充芯片原厂英集芯科技，推出了首款集成UFCS融合快充协议的快充移动电源SOC IP5385，这款芯片将常见移动电源中的快充协议芯片，MCU，同步升降压控制器全部集成在一个封装内部，支持2-4串三元锂电池和磷酸铁锂电池应用，搭配MOS管和电感，即可组成双向65W快充移动电源，从而满足高性价比的快充需求。

英集芯IP5385延续了IP5389同步升降压SOC的全部功能，芯片同时支持2个USB-A口输出，支持一个双向USB-C接口，还支持Micro USB接口或者Lightning接口输入，任意接口均支持快充，支持UFCS融合快充，支持PD3.0快充，支持华为SCP，FCP快充等其他快充协议，具有非常好的兼容性。

IP5385内置双向同步升降压驱动器，内部集成电荷泵，支持使用高性能NMOS用于开关管和路径管理。只需一颗芯片搭配电感和同步开关管，以及对应接口的路径管理管，即可组成完整的2-4串电池，多接口的大功率快充移动电源。芯片支持65W充放电功率，满足移动电源，储能电源以及便携设备和电动工具应用。

芯片内置输入过压欠压保护，输出过压，过流和短路保护，电池过充，过放和过流保护，支持外接NTC进行电池温度保护，内置芯片过热保护。数据引脚耐压30V，并具备ESD保护。

英集芯IP5385应用原理图，对应各个接口使用VBUS开关管，同步升降压电路四颗开关管，芯片内部集成NMOS驱动器，方案集成度高，有效降低BOM成本。支持数码管电量显示和四灯LED电量显示，支持通过电阻设定电池容量，实现精准的电量显示。

电池节数，电池电压，电池容量以及最大输入输出功率参数均可通过电阻设置，无需软件开发并且支持功能定制，IP5385这颗SOC芯片最大程度简化了移动电源开发难度，降低开发成本和生产成本。

英集芯现已基于IP5385设计了一个主流移动电源配置样板，得益于这颗高集成度SoC芯片，DEMO板可配置1C2A1L1M五个接口，不仅兼容经典QC、PD等快充协议，目前热门的UFCS融合快充也支持，在新兴起的市场中为客户的产品建立优势。

IP5386

英集芯 IP5386 是一款集成多种快充协议、同步双向升降压转换器、锂电池充电管理、电池电量指示等多功能的电源管理SOC，为快充移动电源提供完整的电源解决方案。IP5386 可同时支持 USB-A x2， USB-C，Lightning 口四个USB 口，单独使用任何一个USB口都可以支持快充，同时使用两个及以上输出口时，只支持 5V 输入输出。

英集芯 IP5386 支持 2 节、3 节、4 节串联电池，同步开关升降压系统可提供最大 45W 的输入输出功率，轻载时自动进入休眠状态。 应用时仅需极少的外围器件，只需一个电感实现双向升降压功能，有效减小整体方案的尺寸，降低BOM 成本。芯片的同步开关充电系统，提供高达8A 充电电流，内置芯片温度、电池温度和输入电压控制环路，智能调节充电电流。

IP5389

IP5389是一款支持多种快充协议，支持最大5节串联电芯，集成升降压驱动，最大输出功率100W的移动电源SOC芯片。

英集芯IP5389支持USB-A、USB-C口、还支持Micro-USB接口和Lightning接口供电输入，全部接口支持快充。快充协议支持华为FCP、SCP，支持三星AFC，支持OPPO的VOOC，支持PD3.0快充协议，支持PPS，输出最高功率20V5A 100W，可实现全接口丰富的快充支持。

IP5389内置升降压控制器，通过驱动外置MOS管，支持双向升降压充放电，支持最大5A充电电流，并且支持自适应电流调节。支持2/3/4/5串电池，支持3.65V磷酸铁锂电池充电，并且支持4.2、4.3、4.35、4.4V多种电池。芯片内置电量计，支持4颗LED电量指示，或88/188数码管电量显示，支持通过电阻设定电池容量，或学习电池电量，实现精准的电量显示。

充电头网总结

相较于其他类型的电池，磷酸铁锂电池在安全性和稳定性方面具有更高的表现，这使得其在各种应用场景中备受青睐。而英集芯公司所研发的同步升降压芯片不仅充分发挥了磷酸铁锂电池在安全性和稳定性方面的优势，还为移动电源领域带来了更加可靠、高效的电源管理解决方案。

通过详细介绍了IP2363、IP2366、IP2368、IP5385、IP5386、IP5389这六款芯片，英集芯展现了在磷酸铁锂电池移动电源升降压领域的领先技术。这些芯片不仅具备高度集成、高效能、快速充电等特点，还支持多种电池组合和快充协议，为移动电源的设计提供了更大的灵活性和可定制性，为磷酸铁锂电池在移动电源应用中的广泛使用提供了全面的支持。