具集成型功率器件的IC控制型锂离子电池电源管理IC可采用任何5V.pdf

2 具集成型功率器件的具集成型功率器件的 I C 控制型锂离子电池电源管理控制型锂离子电池电源管理 IC 具集成型功率器件的具集成型功率器件的 控制型锂离子电池电源管理控制型锂离子电池电源管理 可采用任何可采用任何 5V 电源给高容量电池充电电源给高容量电池充电，同时保持低运行温度，同时保持低运行温度 可采用任何可采用任何 电源给高容量电池充电电源给高容量电池充电，，同时保持低运行温度同时保持低运行温度 David Simmons 凌力尔特公司凌力尔特公司 凌力尔特公司凌力尔特公司 便携式电子产品设计人员面临着这样的挑战，就是要开发出既“无所不能”同时又可在一 次电池充电之后 “永久运行”的设备。虽然不可能完全解决这一难题，但电池技术的逐代 升级进步至少是在逼近该目标。由于许多便携式设备目前已拥有了色彩鲜亮的大型触感显 示屏、多内核 CPU 和图形处理器、以及各种各样用于在地球任何地方实现高速通信的无 线调制解调器，因此高容量电池是不可或缺的。电池制造商已凭借容量超过 30 瓦特-小时 (Wh) 的轻量紧凑型电池满足了上述要求。 虽然 USB 已成为设备互连、同步和数据交换的主导标准，但其功率输送能力却未能跟上 电池的需求。USB 2.0 可允许 2.5W 的最大负载，USB 3.0 则将该限值提高至 4.5W 。即 使具有理想的效率，以及所有的电能都直接进入电池，采用 USB 的完整充电周期仍然需 要整个夜晚。虽然 USB 不适合用作大容量电池的主电源，但在可能的情况下幸好有这电 源，所以其仍然具有极大的价值，并且当设备与传统计算机相连时，就可避免电池消耗。 两全其美两全其美 两全其美两全其美 LTC4155 是一款单片式开关电池充电器，可在紧凑的 PCB 占板面积内高效地提供 3.5A 充电电流。图 1 示出了典型应用中所需的组件。2.25MHz 开关频率允许使用小的电感器 和旁路电容器，从而最大限度地缩减总体 PCB 占用面积。 图图 1 ：：I2C 控制型高功率电池充电器控制型高功率电池充电器 / USB 电源管理器电源管理器 图图 ：： 控制型高功率电池充电器控制型高功率电池充电器 电源管理器电源管理器 即使在充电电流达几个安培的情况下，高效率 ( 图 2) 也是至关紧要的，不仅对于实现可用 输入功率的最优利用，对于控制便携式设备内部的功率耗散也是如此。在严密封闭的空间 里，高功率耗散与勉强合格的散热性能之组合将使一部采用低效充电解决方案的设备温度 过高，用户拿在手里会很不舒服。为了帮助保持设备的低运行温度，LTC4155 的集成型电 源开关具有远低于 100mΩ 的导通电阻。 图图 2 ：开关稳压器效率：开关稳压器效率 图图 ：：开关稳压器效率开关稳压器效率 虽然 LTC4155 的电源开关规格是为处理高于 USB 限值的电流而确定的，但 LTC4155 保持了与 USB 规范的全面兼容性以便提供充电。输入电流在内部自动测量，并被限制为 2 16 种 I C 用户可选值中的任一种。在这些设定值中，有 3 种对应于保证的最大限值： 100mA 和 500mA (对于 USB 2.0) 以及 900mA (对于 USB 3.0) 。另外，通过选择其他最 大值高达 3A 的限流设定值中的任一种，自动输入电流限制功能还可与 AC 适配器或其他 电源配合使用。 LTC4155 支持一个可通过引脚设置的上电默认输入电流。对于那些不需要具备 USB