患者护理范畴的首要趋势之一，是在患者家中越来越多地运用长途监督体系。呈现这种趋势的原因很明显，让患者住在医院的费用太高了，令人难以承受。因而，许多这类便携式电子监督体系纳入了 RF 收发器，以便数据能直接发到医院中的督查体系中，供医师研讨和剖析之用。明显，这类体系一般由 AC 电源、电池或一起由二者供电。为了保证在除医院之外的其他地址运用时，体系能接连作业，这种冗余性是必要的。此外，在便携式医疗确诊设备范畴取得了许多新的发展，例如医师和护理处处带着的设备，都将电池作为主电源，或将电池作为备份电源，以防 AC 电源中止。这类体系需求高功率电池充电电路。
除了医疗运用，便携式工业银行终端、坚固耐用的平板电脑、库存操控和条码扫描设备等都需求单节大容量电池，以减小外形尺寸和分量。根据锂资料的电池一向是最盛行的挑选。可是，要快速、精确和安全地给这类电池充电，却不对错微乎其微的作业。此外，人们一向在开发新的、根据锂的化学阳极/阴极组合，这类组合也在不断地面向干流商场。这种趋势的一个比如是，磷酸铁锂 （LiFePO4） 电池已在许多运用中锋芒毕露，与根据钴的锂离子 / 锂聚合物电池比较，磷酸铁锂电池可供给更高的安全性和更长的电池寿数。并且这种化学组成的电池还一起具有根据钴的锂离子电池所具有的其他许多优势，包含较低的自放电速率和相对较轻的分量。比较之下，除了改进安全性 （因为具有抗“热失控”才能） 及延伸电池循环寿数之外，磷酸铁锂电池具有更高的峰值功率额定值，对环境影响更小。一般医疗和工业运用乐意承受磷酸铁锂电池更低的单位体积能量密度，以交换更高的安全性和更长的周期寿数。备份运用需求更长的周期寿数，且要能以大电流放电。
怎样得到更大的功率
许多手持式工业或医疗设备的电源架构常常与大显现屏智能手机的电源架构相似。一般情况下，3.7V（终究充电或“浮置”电压为 4.2V）锂离子电池一向用作主电源，因为其单位分量能量密度 （Wh/kg） 和单位体积能量密度 （Wh/m3） 很高。曩昔，许多大功率设备运用两节 7.4V （8.4V 浮置电压） 锂离子电池，以满意功率要求，可是因为价格低廉的 5V 电源办理 IC 的上市，越来越多的手持式设备选用了更低电压的架构，这使得能够运用单节锂离子电池。典型的便携式医疗或工业设备具有许多功用和非常大（就便携式设备而言）的显现屏。当用 3.7V 电池供电时，其容量有必要以数千毫瓦小时计。为了用几小时给这么大容量的电池充电，就需求几安培的充电电流。
不过，即便需求这么大的充电电流，在没有大电流沟通适配器可用时，用户依然想用 USB 端口给他们的大功率设备充电。为了满意这种要求，当有沟通适配器可用时，电池充电器有必要能以大电流 （》2A） 充电，可是依然能高功率地运用 USB 端口可供给的 2.5W 至 4.5W 功率。此外，该 IC 产品需求维护灵敏的下流低压组件，使它们免受或许由损坏导致的过压事情的影响，并高功率地将大电流从 USB 输入、沟通适配器或电池引导到负载，以最大极限地削减以热量方式丢失的功率。一起，该 IC 有必要安全地办理电池充电算法，并监督要害的体系参数。
磷酸铁锂电池较低的 3.6V 起浮电压导致无法运用规范的锂离子电池充电器。假如充电不妥，就有或许对这种电池形成无法修正的损坏。精确的起浮电压充电将延伸电池的寿数。与根据钴的锂离子电池比较，LiFePO4 电池的长处包含体积能量密度 （每单位体积的容量） 较高，并且不容易过早地呈现毛病 （假使新电池过早地“深度循环”）。
首要规划约束总结如下：
· 大容量电池需求大的充电电流和高功率
· 许多便携式运用，包含工业和医疗设备，都需求 USB 兼容充电所供给的便利性
· 磷酸铁锂电池有特别充电要求，即更低的浮置电压，与锂离子电池比较有一些令人欣慰的优势
上面评论的任何满意这些规划约束的 IC 解决方案都有必要是紧凑和单片型的，能应对快速、高功率给单节大容量电池充电的问题，并与磷酸铁锂等新的化学组成兼容。这样的设备会成为催化剂，能进步选用大容量电池的便携式工业和医疗产品在全球的选用率。
应对选用单节电池的便携式设备的功率应战
虽然上述要求或许看似不或许用单片 IC 来满意，可是看一下 LTC4156 吧。LTC4156 紧随盛行的、根据锂资料的 LTC4155 而来，是一款大功率、I2C 操控、高功率电源通路 （PowerPath？） 办理器、抱负二极管操控器和磷酸铁锂 （LiFePO4） 电池充电器，适用于选用单节电池的便携式运用，例如便携式医疗和工业设备、备份设备和高功率密度电池供电运用。该 IC 为从各种电源高功率传送高达 15W 的功率而规划，一起最大极限地降低了功耗，并减轻了热量预算约束。LTC4156 的开关电源通路拓扑无缝地办理从两个输入电源，例如沟通适配器和 USB 端口，到设备的可再充电磷酸铁锂电池的功率分配，一起当输入功率有限时，优先向体系负载供电。参见图 1。
图 1：LTC4156 的典型运用电路
因为节约功率，所以 LTC4156 答应输出负载电流超越输入电源汲取的电流，然后能最大极限地运用可用功率给电池充电，而不会超出输入电源供电标准。例如，当用 5V/2A 沟通适配器供电、可用功率为 10W 时，该 %&&&&&% 的开关稳压器能高功率传送超越 85% 的可用功率，供给高达 ~2.4A 的充电电流，并能更快速地充电。与一般开关电池充电器不同，LTC4156 具有即时接通作业才能，以保证甚至在电池已深度放电时，一插上插头体系就能够供电。因为支撑 USB OTG （On-the-Go），所以无需任何额定的组件，就能反过来向 USB 端口供给一个 5V 电源。
LTC4156 的自主全功用单节磷酸铁锂电池充电器能供给高达 3.5A 的充电电流，具有 15 种用户可选的充电电流设置。该充电器包含主动再充电、坏电池检测、可编程安全定时器、热敏电阻操控的温度合格的充电、可编程充电完毕指示 / 中止以及可编程中止。LTC4156 选用扁平 （0.75mm） 28 引脚 4mm x 5mm QFN 封装，在 -40°C 至 125°C 的温度范围内作业有保证。
高功率内部开关稳压器
LTC4156 的开关稳压器作业起来像一个变压器，答应 VOUT 端的负载电流超越输入电源汲取的电流，并且与典型线性形式充电器比较，充分运用可用功率给电池充电的才能得到了极大的改进。前述比如阐明，LTC4156 能够怎样以高达 3.5A 的电流高效地充电，然后完成了更快的充电速度。与一般开关电池充电器不同，LTC4156 具有即时接通作业才能，以保证甚至在电池没电或已深度放电时，一插上电源就可向体系供电。
图 2：LTC4156 VOUT 功率随负载电流改变的曲线
对电池而言更安全
在对电池快速充电时，监督电池的安全性是很重要的。当电池温度降至低于 0°C 或升至高于 60°C 时 （如一个外部负温度系数的 NTC 热敏电阻所测得的那样） ，LTC4156 会主动中止充电。除了这一自主性功用，LTC4156 还供给一个扩展标度的 7 位模数转换器 （ADC） ，以凭借约 1°C 的分辨率监督电池温度 （参见图 3） 。这个 ADC 与 4 个可用的浮置电压设置和 15 个电池充电电流设置相结合，可用来树立根据电池温度的定制充电算法。
图 3：7 位热敏电阻 ADC 显现预置的 LTC4156 温度跳变点
可通过一个简略的两线 I2C 接口读取 NTC ADC 的成果，然后能对充电电流和电压设置进行调整。该通讯总线答应 LTC4156 指示额定的状况信息，例如输入电源状况、充电器状况和毛病状况。因为支撑 USB On-The-Go，所以无需任何附加组件，就能反过来向 USB 端口供给一个 5V 电源。
高功率内部开关稳压器
LTC4156 的开关稳压器作业起来像一个变压器，答应 VOUT 端的负载电流超越输入电源汲取的电流，并且与典型线性形式充电器比较，充分运用可用功率给电池充电的才能得到了极大的改进。前述比如阐明，LTC4156 能够怎样以高达 3.5A 的电流高效地充电，然后完成了更快的充电速度。与一般开关电池充电器不同，LTC4156 具有即时接通作业才能，以保证甚至在电池没电或已深度放电时，一插上电源就可向体系供电。
图 2：LTC4156 VOUT 功率随负载电流改变的曲线
对电池而言更安全
在对电池快速充电时，监督电池的安全性是很重要的。当电池温度降至低于 0°C 或升至高于 60°C 时 （如一个外部负温度系数的 NTC 热敏电阻所测得的那样） ，LTC4156 会主动中止充电。除了这一自主性功用，LTC4156 还供给一个扩展标度的 7 位模数转换器 （ADC） ，以凭借约 1°C 的分辨率监督电池温度 （参见图 3） 。这个 ADC 与 4 个可用的浮置电压设置和 15 个电池充电电流设置相结合，可用来树立根据电池温度的定制充电算法。
图 3：7 位热敏电阻 ADC 显现预置的 LTC4156 温度跳变点
可通过一个简略的两线 I2C 接口读取 NTC ADC 的成果，然后能对充电电流和电压设置进行调整。该通讯总线答应 LTC4156 指示
