單芯片充電器USB Type-C?供電設計案例

收藏如今，那些“永遠在線”的消費者希望隨時隨地為他們的便攜式電子產(chǎn)品充電。例如，我們經(jīng)?？吹铰每驮诘却菣C或乘坐火車時給手機、筆記本電腦和耳機充電。但是，由于每個設備的充電方式不同，這些消費者必須攜帶不同的適配器，并且記住哪個適配器適用哪個設備是件相當麻煩的事情（請參見圖1）。對于為了解決這一麻煩的工程師來說，他們的電池充電系統(tǒng)設計必須支持從各種輸入源充電。

圖1：使用不同的輸入源和適配器充電

為什么考慮使用USBType-C PD充電？

設計一個單芯片充電器集成電路（IC）來為不同配置和不同輸入電壓范圍的多個電池供電設備充電是一個復雜的過程，因為傳統(tǒng)適配器不能與所有電池供電設備兼容，且傳統(tǒng)USB適配器的功率限制在5-15 W，因此限制了它們將支持的便攜式電池供電設備。

如圖2所示，USB Type-C?供電（USB PD）提供了一種有用的替代方案，可對各種應用進行快速有效的充電。USB PD的輸出電壓范圍可根據(jù)不同電池配置的電池供電設備進行調(diào)整，以利用USB Pd的5 W至100 W（20V/5A）功率譜。

進一步說說上面提到的旅客給一個或多個設備充電的例子，考慮到他們可能無法總是連接電源，理想的情況是，他們的設備能夠很快充滿電，而且一旦充滿后，電池可以長時間使用。即使他們只有15分鐘的短暫停留時間來給設備充電，這也足以讓電池續(xù)航數(shù)小時。

圖2： USB PD實現(xiàn)通用快速充電

因此，為了滿足消費者的期望，設計工程師正在尋找具有以下功能的解決方案：

● 能夠簡化設計，同時實現(xiàn)通用充電——能夠為具有不同配置（1到4節(jié)串聯(lián)電池）和不同輸入電壓的多個電池供電設備充電。

● 能夠延長電池續(xù)航時間并使用更大電池容量，為消費者提供更佳的體驗。

● 能夠有效充電，同時減少散熱，以更大限度地減少充電器IC內(nèi)的功率損耗。

● 能夠保護輸入適配器、電池和系統(tǒng)免受級聯(lián)故障的影響。

TI的新型降壓-升壓電池充電器IC（包括 BQ25790 和 BQ25792 ）利用USB PD輸入提高了靈活性，可在3.6 V至24 V的輸入電壓范圍內(nèi)為1S-4S電池充電。這些降壓-升壓充電器可以讓您自由選擇單個充電器IC是否是緊湊、小尺寸的電池供電設備（如手機、筆記本電腦、藍牙耳機或醫(yī)療設備）的更好設計選擇，而不是設計多個需要功率級的升壓或降壓以使應用保持在安全的工作電壓范圍內(nèi)。

BQ25790 和 BQ25792 利用低功耗充電器IC延長電池的運行時間，并在不使用應用程序時盡可能節(jié)省電池電量。除了低功耗外，充電器還配有一個充電定時器，它可以在正常充電周期的基礎上進行額外充電，從而確保電池可以充電到更大容量（見表1）。

對于需要長時間運行、快速高效充電和緊湊設計的電源設計，USB PD充電具有高靈活性，可在保持低物料清單和縮小整體解決方案尺寸的同時為各種應用充電。如要了解更多在設計時考慮功率密度和低靜態(tài)電流的信息，請查看下面的其他資源。