鉅大LARGE | 點擊量:952次 | 2020年06月18日
集成調整器和電源開關的雙輸入充電器簡化系統設計
便攜電子系統的特點是低成本、小尺寸、輕便。當設計一個充電系統且要對板上系統供電時,采用電源管理ICMAX8671X可以方便地實現上述功能特點。MAX8671X管理充電時可以從USB管腳或外部AC/DC電源適配器獲取電源,除了具有電池充電功能外,MAX8671X內部封裝了5個獨立的片上電源調整器,可以得到多個不同的電源輸出,并且其USB和DC輸入端具有過壓保護開關。
此方法允許設計方在零售包裝中省掉AC/DC電源適配器而將其在售后市場中供應,這樣可以減小零售時的包裝和重量,充分利用運輸包裝箱,減小運輸成本。生產銷售公司因此可以只供應USB電纜,消費者可以通過該電纜從電腦的USB口給產品充電。消費者也可以在電子消費零售市場購買AC/DC電源適配器或AC到USB適配器。
MAX8671X集成了多種功能使其滿足多種應用需求。5個獨立的電源調整器(3個2MHz降壓型開關電源,效率高達96%;兩個低靜態電流線性電源)可以為多個子系統供電,可通過AC/DC適配器或USB電纜供電;集成電源開關的鋰離子電池充電器管理電池充電和功率分配,并根據電壓和電流曲線設定相應的電壓和電流。
智能電源選擇模塊集成了一個MOSFETQ3,該開關可分別作為負載開關和充電開關使用。當沒有外部電源可用或輸入電流限制低于系統負載電流時,此時Q3作為負載開關,電池參與系統供電。當外部電源可用且沒有過載,此時Q3作為充電開關。
集成減少混亂
為實現DC/USB輸入端的過壓保護、單節Li+電池充電以及在電池和外部供電電源之間切換負載,集成的電源開關必不可少。并且集成的開關和電源調整器防止使用外部MOSFET和電壓檢測器、電流檢測電阻、比較器、按時器以及其它用于電源管理的分立器件。因此減少了器件數量和占用的pCB板面積,降低成本和系統重量。
高效的片上電壓調整器可以減少功率損耗,可使電池壽命最大化,在重負載和輕負載時都可以供應高效率。這個特點關于某些子系統是有好處的,這些子系統在短時間內峰值負載電流可達幾百毫安,大多時間內則遠遠小于此峰值電流,這樣可以進一步延長電池壽命。
很多便攜設備在使用過程中是在睡眠中度過的。因此,假如電壓調整器在滿負載時效率能達到90%以上而在空閑時低于60%,相比輕重負載情況下都能供應較高轉換效率的電壓調整器來說,則電池電量會更快地被消耗掉。MAX8671X可以以96%的高效率向系統負載供應425mA電流,當以1mA向負載供電時,效率可維持在85%以上。
MAXIM可以供應低壓差電壓調整器,使得其輸入電源范圍可以在1.7V~5.5V之間。這給予系統設計人員較大的靈活性,可使LDO從某個片上開關電源供電,達到省電的目的。
內部充電器管理充電周期
MAX8671X有兩個電源輸入端口,可以接受DCUSB口電源或AC/DC電源,內部邏輯框圖如圖1所示。由于內部集成了智能電源選擇技術和狀態控制邏輯模塊,可以實現整個充電過的控制管理。這種特點使MAX8671X非常適用于像智能手機、pDA、便攜式媒體播放器、GpS導航設備、數碼相機以及數字視頻攝像機等便攜產品。
芯片被使能且DC或USB電源輸入有效時,芯片將初始化一個充電周期,電壓和電流曲線如圖2所示。MAX8671X首先檢測電池電壓,假如電池電壓低于預設門限3.0V,充電器會進入一預定模式,該模式下充電器將以最大充電電流的10%對過放的電池進行充電。當電池的電壓超過3.0V后,充電器進入快速充電模式并以最大電流對電池充電。
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