绝大多数的电池供电的手持设备一般可以用一个AC适配器,一个通用串行总线(USB),或许一块锂/聚合物电池来供电,可是,怎么完成这些电源间的电源通道操控是一个很大的技能应战。直到最近,规划师还在企图运用别离的办法,即用一组MOSFET以及运算放大器等来完成这一功用,但他们面临着很大的问题,如热插拔和很大的瞬间电流等,这些都会引起很大的体系问题。在各类电池供电的手持设备中的功用和功用方面存在必定的共性,这些产品中可以运用运用定制标准产品(ASSP),且没有在单晶圆制作工艺中呈现的与IC制作相关的功用折衷。
无缝地办理沟通适配器,USB和锂离子电池之间的功率流,契合USB标准,一切部分均封装在一个4×5mm QFN内。好像这还不满意,它还带有一个全功用的锂离子/聚合物电池充电器,可以供给高达1.2A的充电电流,再加上三个用来发生绝大多数USB外设所需的低电压轨的高功率同步降压转换器。此外,LTC3555还供给一个稳定的25mA的低压差线性调节器来为实时时钟(RTC)和低功率逻辑电路供电。整个器材可以经过一个简略的I2C接口或简略的I/O口来操控。
LTC3555接口电路规划
电路原理:DC/DC改换是一个相对简略的降压改换。LTC3555的三个片上降压改换器都作业在电流形式操控,功率高达95%,具有I2C或芯选触发突发形式或主动的触发突发形式。DC/DC改换器的开关频率为2.25MHz,答应运用很小的外部%&&&&&%和电感。这些降压改换器的接连输出电流分别为 1A,400mA和400mA,输出电压在0.8-3.6V之间可编程。
LTC3555的功率供给办法与现有的电池和电源办理 IC不同,实际上是电荷馈送(charger-fed)体系。在一般的电源办理%&&&&&%中,外部电源并不直接为负载供电。而是由AC适配器或USB口为电池充电,然后再为负载供电。在电池被过度放电或根本就没有任何电量的状况下,为负载供电会有一个推迟。这是由于电能无法直接从电池取走,直到电池获得了所需的最少数的电荷后方可。运用LTC3555后,就可以消除该推迟,只需墙体适配器或USB一插上就可以立即为手持设备供电。此外,芯片可以取走负载未用的功率,并用它为电池充电。这两个长处(即省去了充电推迟以及一起充电和为负载供电)延长了有用的作业时间,并且在连接到USB时加快充电。这种电源办理技能的另一个长处是提高了运用功率,只需有AC或USB电源即可。这种状况下,可以省去不需要的改换级(用于电池充电)。
高功率开关电源通道操控器
与有一个线性电源通道操控器的上一代产品 LTC3455不同,LTC3555有一个高功率的开关形式电源通道操控器。专门为USB运用而规划,LTC3555的电源通道操控器整合了一个精细均匀输入递降开关调节器,这样可以最大极限地运用可用的USB功率。由于电能被保存,LTC3555答应VOUT上的负载电流超越USB口汲取的电流,但不超越USB负载标准的要求。电源通道开关调节器与电池充电器彼此通讯以保证输入电流不会超越USB的目标约束。更进一步,从BAT到VOUT之间的抱负二极管保证了功率可以一直送到VOUT,即便是没有满意的功率或许在VBUS上根本就没有电源的状况下也是如此。
图2:LTC3555电源通道方框图
当VBUS可用时并且电源通道开关调节器激活时,就可以经过SW将电源从VBUS送到VOUT(见图2)。VOUT驱动外部负载(图1中的开关调节器1,2和3)和电池充电器组成的混合负载。假如混合负载没有超越电源通道开关调节器的编程输入电流约束,VOUT将盯梢0.3V(电池电压以上)。经过坚持电池充电器上的电压为低,功率被优化,由于丢失到线性电池充电器上的功率被减到了最小,其结果是送到负载上的可用功率被优化。
假如VOUT的混合负载满意大,能引起开关电源到达编程输入电流的约束值,电池充电器将充电电流下降所需的量,以满意外部负载需求的值。即便电池电流被设置得超越了答应的USB电流,也不会超越USB标准,由于开关调节器会一直约束均匀输入电流,以保证不会呈现这种状况。进一步说,VOUT上的负载电流一直是优先的,只要剩下的功率才被用来对电池充电。假如电池电压低于3.3V,或许电池不存在,并且负载的需求不会引起开关调节器超越USB标准的要求,VOUT将会降到一个坐落3.6V与电池电压之间的某个值上。假如电池不存在,而负载有超越了可用的USB功率,VOUT将会跌落到地电平。很清楚,关于电池供电的手持设备的规划师来说,有许多选项来保证电池寿数关于其特定的运用来说是最优化的。一个功用最优的、多功用的ASSP可以供给完成最佳体系功用所需的电压或功率电平,一起保证在正常作业时电池的漏功率减到最小。