Linear电池充电器产品在便携式电源产品中的应用电路图

背景

便携式电源的应用范围很广，也很多样化。产品包括消耗uW 级平均功率的无线传感器节 点以及可用小车推着的、电池组耗电数百瓦-时的医疗或数据采集系统。不过，尽管应用种 类很多，仍然出现了几个趋势，设计师日益需要给产品提供更大的功率，以支持不断增多的 功能，同时也在考虑怎样用任何可用电源给电池充电。要满足第一种需求，就要提高电池容 量。不幸的是，用户大多比较心急，容量提高以后，还必须在一个合理的时间内充满电，这 就导致要增大充电电流。要满足第二种需求，就要求电池充电解决方案提供极大的灵活性。 本文将更详细地讨论这些问题。

更大的功率

考虑一下新式手持式设备，面向消费者的设备和工业设备都可能包括蜂窝电话调制解调器、 Wi-Fi 模块、蓝牙模块、大尺寸背光照明显示屏… 等等。很多手持式设备的电源架构都与 蜂窝电话的非常相似。一般情况下，用一个3.7V 的锂离子电池作为主电源，因为锂离子电 池按重量和按体积的能量密度都很高(单位分别为Wh/kg 和Wh/m3)。过去，很多大功率 设备都采用7.4V 锂离子电池，以降低电流要求，不过低价5V 电源管理IC 的上市已经 促使越来越多的手持式设备采用了电压更低的架构。平板电脑很好地说明了这一点：一个典 型的平板电脑有极多的功能以及非常大的显示屏(就便携式设备而言)。用3.7V 电池供电 时，其容量必须以数千毫安-小时计算。为了在几个小时内给这样一个电池充满电，需要数 千mA 的充电电流。

然而，如果没有大电流交流适配器，尽管充电电流这么高，也不能防止消费者用USB 端口 给大功率设备充电的想法。为了满足这种需求，当交流适配器可用时，电池充电器必须能以 大电流(>2A) 充电，而在没有交流适配器可用时，电池充电器必须仍能高效地利用USB 端 口提供2.5W 至4.5W 功率。此外，器件必须保护敏感的下游低压组件免受可能出现过压 情况所导致的损坏，同时必须无缝地将大电流从USB 输入、交流适配器或电池传送到负载， 并最大限度地降低功耗。另外，该IC 还必须安全地管理电池充电算法，并监视关键的系统 参数。