锂离子电池运用寿命延伸的最新电源处理技能
关于便携式电源运用而言，要充分运用高档电池技能体积小、能量密度大的长处，就有必要在整个电池放电电压规模内完结高效作业。这关于要求3.3V总线的锂离子电池供电体系而言是个规划难题。虽然规范降压转化器在将4.2~3.0V锂离子电池降至1.8V等低输出电压时具有很高的转化功率，而规范升压转化器在将锂离子电池转化至5V等更高输出电压时也有很高的转化功率，但上述两种转化器均不是生成常用3.3V总线电压的最佳处理方案。SEPIC及传统升降压可以运用满电池容量，但却具有功率低、本钱高、电路板面积较大及部件数多等缺陷。选用三种装备的TPS6300x均可处理这些问题。TPS63000的可调输出规模是1.2~5.5V。TPS63001及TPS63002的固定输出电压分别为3.3V及5.0V。上述产品均选用小型10引脚QFN(DRC)封装。
TI TPS63001具有部件数最少、电路板面积小、本钱较低一级特色，且可以将锂离子电池输入电压高效转化为3.3V总线电压。单个3×3毫米QFN封装中除集成了升压与降压两种功用外，还包括开关FET、补偿与维护功用等。只需三个外部部件即可确保作业：输入与输出电容器及电感器。该转化器的峰值功率为96%(如图1所示)，峰值输出电流为800mA，其电流足认为大多数便携式负载供电。广泛的输入电压规模(1.8~5.5V)可以合作许多常见电源作业，如双节或三节碱性电池及NiMH电池或3.3V与5V总线。
图：TPS63001功率图(电压1.8~5.5V，320mA负载(VOUT=3.3V))。
图2为单个锂离子电池供电的典型3.3V电源。因为开关频率为1.5MHz，因此可以运用小型的2.2μH电感器及0603体积的小型陶瓷输入、输出电容器。高功率再加上低外部部件数将全体处理方案尺度降至6×6毫米(如图3所示)。
图2：典型运用电路。
高档操控拓扑完结功率最大化
TPS6300x选用如图4所示的规范H桥升降压功率级，一起包括与单个电感器衔接的降压及升压两种开关FET装备。TPS6300x选用专有调制器规划，每次只开关其间两个FET，这种操控机制明显降低了不必要的开关损耗，与规范升降压形式接连一起开关四个FET不同。TPS6300x的降压或升压形式比传统的升降压形式的作业功率更高，进一步降低了功率损耗。
图3：6×6毫米板级空间内的典型布局。
当锂离子电池放电至低于3.3V时，升降压转化器有必要从降压形式转变为升压形式。在该转化点，许多升降压操控机制会呈现功率下降、电源颤动或输出电压不稳的状况。TPS6300x可根据需求在降压与升压形式间以逐脉冲办法进行无缝转化，因此可以在升压与降压规模内供给稳定的PWM开关，而不会在两个形式间发生叠加或阻滞时刻。
图4：电源部分结构图。
其它特性
TPS6300x还包括其它集成特性，便于增强便携式运用中的运用体会，如极低静态电流(低于50μA)，可由运用者挑选的省电形式，在轻负载状况下坚持高效的用户可选节电(PS)形式，以及有助于最小化体系噪声的外部同步等。
均匀电流形式操控拓扑在降压与升压形式下均能供给快速瞬态响应与低输出纹波。在输入与负载规模内，输出稳压容限为±1%。内部补偿针对具有10至22μF输出电容器的2.2~4.7μH外部电感器进行了优化。
短路维护起到反向电流维护的效果，当输出电压降至3%时，输出限流最大值从1.7A降至800mA。这就降低了输出过载状况下的器材功耗。过载铲除后即可康复正常作业。这种办法的长处是可以对超级电容器等类型的大输出电容器进行充电。
PS形式即使是在低于300mA的轻负载下也能坚持很高的功率。PS形式下，开关时刻只能确保将输出电压升至略高于输出电压设定点，随后则中止开关直至输出电压再次降至设定点以下。这种“先开再关”的开关形式在轻负载下的功率很高。
其它运用
TPS6300x还能在电流调理形式下驱动白光LED(WLED)，即在WLED回路顶用电阻替换输出分压网络。因为WLED的典型正向压降为4.2~3.5V，在大多数电源拓扑顶用锂离子电池供电都有问题，原因是电源需求一起对其输出电压进行降压与升压。TPS6300x的升降压功用则很好地处理了这个问题，可认为喷灯或闪光灯运用轻松供给500mA电流。
本文小结
TPS6300x是将锂离子电池电压转化为3.3V总线电压的抱负处理方案。其具有功率高、电路板面积小、本钱低、升降压形式无缝转化等特色，是协助规划工程师完结高性能、快速规划的抱负挑选。
