具PowerPath控制功能的开关USB电源管理器

　　引言

　　锂离子电池和锂聚合物电池因其较高的能量密度（在给定的外形尺寸和重量约束条件下，它们可提供高于其他市售化学电池的容量） 而被便携式消费产品所广泛采用。由于许多便携式设备都需要经常连接 PC （以传输数据），因此USB电池充电也正在变成一件很普通的事情。

　　随着便携式产品的日益復杂化，人们对于较高容量电池的需求有所增加，对更加先进的电池充电器需要也随之而生。较大的电池需要提高充电电流或延长充电时间来达到其满容量状态。大多数消费者都期待缩短充电时间，因此增加充电电流似乎就成了显而易见的优选方案，但增加充电电流会带来两个严重的问题。首先，当采用线性充电器时，电流的增大将产生额外的功耗 （即：热量）。其次，根据主控制器协商的模式，充电器必须把吸收自 5V USB 总线的电流限制为 100mA （500mW）或500mA （2.5W）。

　　PowerPath™ 控制器可向繫统负载提供更多的功率

　　从一个USB端口吸取功率的常用方法有两种。第一种方法采用一个正好位于 USB 端口和电池之间的电流受限型电池充电器。这被称为“电池馈电繫统”，因为繫统负载由电池直接供电。由于 VBAT 是唯一可供繫统负载使用的电压，因此可用功率由IUSB • VBAT给出。当电池电压很低时，几乎一半的可用功率将会在线性电池充电器元件的内部损失掉。在低电池电压保护模式中，能够使用的功率隻占可用功率的5%。

　　第二种方法在 USB 端口和电池之间产生一个中间电压。该中间电压总线拓扑结构被称为 PowerPath 繫统。在 PowerPath 集成电器中，一个电流受限型开关被布设于USB端口和该中间电压之间。于是，中间电压 VOUT 将负责为线性电池充电器和整个便携式产品供电。通过采用中间电压总线拓扑结构，可实现电池与繫统负载之间的去耦，而且可以寻找合适的时机执行充电操作。在采用 PowerPath 繫统的充电过程中，隻要未超过输入电流限值，则取自USB端口的全部2.5W 功率都可以提供给繫统负载。在该场合中，VOUT 正好低于输入电压 （例如：5V）。然而，由于电池电压远远低于 5V 输入，因此仍然有大量的功率被线性电池充电器元件消耗掉了。