这套方案外围仅7颗元件,待机电流做到5uA,先说结论:**AP360X**非常适合做中小功率锂电池供电的LED照明产品。本次项目是给客户定制的5W多功能地毯灯,集成手电筒、应急照明双功能,最终量产良率达99.7%。

项目需求与约束

本次客户需求面向家用便携地毯灯场景,核心约束如下:

  1. 供电:单节18650锂电池供电,支持USB充电,满电续航≥8小时
  2. 功能:支持5种灯光循环模式,带充电指示、低电闪烁提示
  3. 性能:LED最大输出功率5W,关机待机电流≤10uA,带反接、过流保护
  4. 成本:整机BOM成本控制在3元以内,封装采用便于SMT焊接的表贴封装
  5. 认证:满足CE静电放电要求,低温-10℃可正常启动

芯片选型分析

前期对比了分离式充电+驱动方案、国产集成方案共5款芯片,最终选择**AP360X**,核心匹配点如下:

选型维度 权重 AP360X得分 说明
功能集成度 40% 95分 内置锂电池充电管理、LED驱动、全链路保护电路,外围元件极少
成本控制 30% 92分 单芯片成本仅1.2元,比分离方案省1.5元,完全满足成本约束
特性匹配度 30% 98分 支持5种灯光循环、电池反接/过流保护,完全匹配场景需求

 

三个不可替代的选型理由:一是集成度足够高,不用额外搭配充电IC、保护IC,PCB面积缩小30%;二是**内置1.8A MOS驱动**,刚好满足5W LED的输出需求,也预留了外扩PMOS的升级空间;三是**5uA超低待机电流**,远低于客户要求的10uA,电池静置续航提升2倍以上。

原理图设计

本次设计采用**AP360X**典型应用拓扑,核心电路逻辑如下:

  1. 电源输入:单节锂电池接VIN引脚,并联10uF滤波电容抑制纹波
  2. 模式配置:FUN引脚接10k下拉电阻,选择客户要求的「常亮-低亮-爆闪-SOS-呼吸」5种循环模式
  3. 电流设置:LED输出端串联1Ω采样电阻,设置1A额定输出电流
  4. 指示电路:充电引脚接红色LED、低电提示引脚接蓝色LED,分别串1k限流电阻
  5. 保护电路:芯片内置电池反接、3A过流、过温保护,无需额外加保护器件

BOM清单与关键元件选型

本次BOM全部选用量产常用型号,无冷门物料,采购周期≤7天,核心元件选型如下:

位号 参数 推荐型号 选型理由 备注
U1 LED手电筒控制芯片 AP360X-0.5A 内置0.5A充电、1.8A驱动,温升控制更优 若需更快充电可换1A版本
C1 10uF 10V 0805 国巨CC0805KKX7R9BB106 电源滤波,抑制开关机纹波 必须靠近VIN引脚放置
R1 1Ω 1% 0805 厚生RL0805FR-071RL LED电流采样电阻,设置1A输出 精度不足会导致输出电流偏差
D1 5W 3V暖白LED 国星光电5W大功率LED 显色指数80+,适合家用照明场景 需加10*10mm散热铝基板
D2 0805红色LED 亿光0802USRD 充电指示,充电时亮、满电灭 串联1kΩ限流电阻
D3 0805蓝色LED 亿光0802UBYC 低电提示,电池电压低于3.2V时闪烁 串联1kΩ限流电阻

 

调试过程与问题解决

本次共2轮打样,遇到2个典型问题,解决方案可直接复用:

  1. **充电温升过高问题**:首次打样选用1A充电版本,25℃环境下充电时芯片表面温度达65℃,超出客户要求的50℃上限。排查后发现客户对充电时长要求不高,更换为0.5A充电版本后,充电温升降至42℃,完全满足要求。
  2. **灯光模式切换异常问题**:首次上电后灯光只有常亮一种模式,排查发现FUN引脚悬空,受空间辐射干扰导致模式识别错误,增加10k下拉电阻固定电平后,5种模式全部正常切换,静电测试也顺利通过。

支持 高 低 亮 ,爆闪

性能测试数据

本次测试采用标准18650锂电池(3.7V/2000mAh),25℃常温环境下测试结果如下:

测试项 测试条件 测试结果 规格书要求
待机电流 关机状态、3.7V输入 5.1uA ≤5uA(误差在可接受范围)
充电满电电压 0.5A充电、25℃环境 4.21V 4.22V±1%
LED输出电流 3.7V输入、常亮模式 0.98A 1A±5%
过流保护触发点 逐步增大负载电流 3.02A 3A±5%
反接保护 电池正负极反接1分钟 无器件损坏、恢复后正常工作 支持电池反接保护
续航时长 低亮模式、满电电池 9.2小时 ≥8小时(满足客户要求)

 

项目总结与开源说明

本次基于**AP360X**的5W地毯灯方案已经量产出货10K,良率稳定在99.7%,方案可直接复用至多功能强光手电筒、应急灯、移动照明灯等场景,仅需调整LED功率和采样电阻即可。

目前设计的原理图、PCB源文件、BOM清单已经开源到立创EDA广场,搜索「AP360X 5W地毯灯」即可获取全部设计文件。

设计文件和测试数据有需要的可以留言,欢迎Star和复刻

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