新型USB電源解決方案[1]

為了簡化從電池或USB電纜吸取功率的工作，凌力爾特公司提供了多款器件。這些器件可對AC適配器、USB電纜和鋰離子電池之間的功率流進行無縫管理，并維持與USB電源規(guī)范的相符性。當電池容量增加時，電池充電器必須通過穩(wěn)定地提升效率來與之保持同步，以最大限度地減少熱問題和充電時間?；赨SB的電池充電器必須從USB獲取盡可能多的功率，而且，為了滿足當今功率密集型應用嚴格的空間和熱約束條件，這種功率吸取過程必須高效地完成。

LTC3555把一個USB開關電源管理器和電池充電器與三個同步降壓型穩(wěn)壓器和一個LDO整合在一起，以在一個小外形（4mmx5mm）封裝中提供一款完整的電源解決方案（圖1）。這款恒定電流、恒定電壓鋰離子/聚合物電池充電器運用了Bat-Track功能，通過產生一個自動跟蹤電池電壓的輸入電壓，以最大限度地提高電池充電器的效率（見下文）。一個I2C串行接口使系統(tǒng)設計師擁有了對充電器和DC/DC降壓型穩(wěn)壓器進行全面控制的能力，旨在對眾多應用中不斷變化的工作模式實現(xiàn)最大的適應性。

圖1：一體化USB電源解決方案集成了開關電源管理器、電池充電器、三個同步降壓型穩(wěn)壓器和LDO

開關電源通路控制器最大限度地增加

系統(tǒng)負載的可用功率LTC 3555在早幾代USB電池充電器的基礎上進行了改進，增加了一些新的功能。它采用了一種專有開關電源管理器，能夠以盡可能高的效率從一個電流受限的USB端口吸取功率，同時保持與平均輸入電流規(guī)格的相符性。它利用其Bat-Track功能最大限度地減少了線性充電器中的功率損失。

第一代USB應用直接在USB端口和電池之間實現(xiàn)電流受限的電池充電器，此時由電池電壓來給系統(tǒng)供電。這被稱為電池饋電系統(tǒng)。在電池饋電系統(tǒng)中，可用系統(tǒng)功率為IUSB?VBAT，因為VBAT是系統(tǒng)負載僅有的可用電壓。當電池電壓很低時，幾乎一半的可用功率將在線性電池充電器元件的內部作為熱量而被消耗掉。

第二代USB充電器在USB端口和電池之間產生了一個中間電壓。這種中間總線電壓拓撲結構被稱為PowerPath 系統(tǒng)。在PowerPathIC中，於USB端口和中間電壓之間布設了一個電流限制開關。中間電壓VOUT負責給線性電池充電器和系統(tǒng)負載供電。通過采用中間總線電壓拓撲結構，使得電池與系統(tǒng)負載隔離，同時可有效地執(zhí)行充電操作。由於一旦電源被加至電路，中間電壓即可供系統(tǒng)負載之用（這與電池的狀態(tài)無關），因此PowerPath系統(tǒng)具有一個額外的優(yōu)點，就是“即時接通”。在PowerPath系統(tǒng)中，可以把USB端口所提供的2.5W可用功率中的更多功率輸送至系統(tǒng)負載，只要不超過輸入電流限值即可。雖然PowerPath系統(tǒng)在電池饋電系統(tǒng)的基礎上有所改進，不過，如果電池電壓很低，則仍然可能有大量的功率會在線性電池充電器元件中被損失掉。

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