集成电路解决方案，降压-升压型IC提供更快的充电

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本帖最后由 o_dream 于 2020-9-11 16:25 编辑

德州仪器（ti）的新型BQ25790和BQ25792降压-升压电池充电器集成电路解决方案提供了最大的功率密度以及通用和快速充电，效率高达97％。这些IC支持低静态电流，并为USB Type-C，USB Type的整个输入电压范围（3.6 V至24 V）提供了灵活性，可为一个至一个电池串联充电至四个电池，并在整个输入电压范围（3.6 V至24 V）中提供高达5 A的充电电流。 -C电力传输（USB PD）和无线应用程序。这些新解决方案将用于小型个人电子设备，便携式医疗设备和楼宇自动化应用中。

快速充电

有限的电池寿命会损害智能手机用户的自主权。无论最新的智能手机电池有多出色，它们的尺寸仍然有限。制造商试图使电话越来越节能，但是这些电话仍在越来越多地用于耗电的应用中。结果是，如果只充电一次，电池通常不会持续到晚上。快速充电使您可以使用一些威廉希尔官方网站技巧来快速恢复设备的电池寿命。用于快速充电的电池充电器也作用于电压值，从而显着增加功率输出。

收费标准是化学和物理的复杂混合体，并且由于每个标准都有其局限性，因此不兼容本身可能会成为问题。当电流流过时，智能手机电池会充电。较高的电流和较高的电压可以更快地为电池充电，但是可以使用的电池数量有限。充电调节器（IC）通过调节流入和流出电池的总体电流来防止危险的浪涌电流。

USB PD为广泛应用中的快速高效充电提供了有用的替代方法。USB PD的输出电压范围可针对具有不同电池配置的不同电池供电设备进行调整，以利用USB PD的5W至100W（20-V / 5-A）功率谱。

TI的升降压IC

通用充电允许通过车载适配器或USB PD适配器充电，从而为各种设备（特别是在医疗领域）带来了更高水平的灵活性和便利性。双向充电支持移动（OTG）充电。设计人员正在寻找能够延长电池运行时间并利用最大电池容量，同时有效充电并减少散热以最小化充电器IC内功耗的解决方案。TI的新型集成降压/升压充电器IC系列，包括BQ25790和BQ25792，在向3.6V至24V输入电压范围内的1S-4S电池充电时，使用USB PD输入具有更大的灵活性。这些器件使用功耗非常低的充电IC来延长运行期间的电池运行时间，并在不使用应用程序时尽可能节省电池电量。除超低功耗外，充电器还配备了一个自顶定时器，可在正常充电周期后进行额外充电，从而使电池获得最大容量的充电。BQ25790和BQ25792多单元降压-升压型充电器使用的静态电流不到1 µA。结合极低的8mΩ电池FET电阻，工程师可以进一步延长需要长时间工作的应用的电池工作时间（图1）。

图1：BQ25790框图

新型降压-升压型充电器完全集成了以下组件：金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET），电池FET，电流感应电路和双输入选择器开关。组件数量的减少对于诸如智能扬声器之类的应用尤为重要，因为智能扬声器的尺寸越来越小，并且随着市场采用率的提高价格也越来越低。

在面积，成本和性能方面，始终需要对组件集成进行权衡。降压-升压充电器由于能够从几乎任何输入源为电池充电并满足Type-C和PD USB适配器的需求，近年来变得越来越流行。广泛采用USBType-C的一个关键优势是通向通用适配器并相应减少电子浪费的现实途径。高功率密度降压/升压充电器不仅应集成通用功能的充电模块，而且还应集成其他模块（如DC/ DC转换器）以简化系统设计。图2显示了USB PD充电解决方案的系统框图。

图2：USB PD充电解决方案的框图

当不存在适配器时，DC / DC转换器使电池放电以创建VBUS调节电压并为外部设备供电。在没有适配器的情况下，放电电源路径中的背对背MOSFET将导通，将输出电压U3切换到VBUS并保持VBUS电压。这样可以使DC / DC转换器始终保持打开状态。作为输入过压和过流保护电路的一部分，充电器中还集成了用于外部背对背MOSFET的控制逻辑和驱动器电路。

图3：完全集成的升降压充电

图3所示的完全集成的降压/升压充电器可以简化USB PD充电解决方案的系统范围设计。作为输入过压和过流保护电路的一部分，用于外部背对背MOSFET的控制逻辑和驱动器电路也集成到充电器中。这些功能从框图中消除了支持输入电源路径管理和输入电流检测的单元。

图4：单降压-升压充电器实现的USBType-C FRS

图5：从VBUS接收器到VBUS源的降压-升压充电器FRS

为了支持Type-C USB端口的快速角色交换（FRS），该集成的降压/升压充电器实现了一种新的备份模式，该模式可以监视VBUS电压。VBUS电压下降到预设阈值以下表示已卸下适配器。FRS是USB PD 3.0的一项重大新功能，其中供电的设备可以快速更改其电源角色，从而成为能源消耗者，以保持一致的数据连接。FRS有助于防止意外断开设备电源时发生的任何数据丢失（图4和5）。

王栋春 · 2020-9-11 22:15:27

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