前语
充电电池供电设备的规划人员期望充电器可以在不构成电源溃散的状况下从电源取得最多的电量，以便最大极限地增大充电电流，在最短时刻内完结充电。电源和电池之间的电阻是个挑战性难题。本文将论述怎么规划一款充电电路，其可在不受电源与电池之间不良电阻影响的状况下，从适配器取得最大的电源。
开关形式充电器的一般作业方法
图 1 是依据降压转换器的充电器的电路模型，其间显现了一切不抱负的电阻，如电感器的直流电阻 (RIND)。
存在电阻的开关式充电器模型
充电器 IC 的输入电源电压来自典型的 USB 端口或壁插式适配器，然后施加在 VBUS 或 IN 引脚上。就本文而言，在该引脚上施加的电压为 VBUS。该模型用于为给定的电池调理阀值确认最低电源电压。
锂离子充电器的作业方法介绍
如图 2 所示，充电器依据电池电压在三个首要运转阶段作业：
低电池电压标明电池深度放电。因此电池有必要先以小电流充电，直至电池电压到达阀值 VPRECHG。这个阶段称为预充电阶段。
一旦电池电压增大到某个阀值 (VPRECHG)，就可以用前面介绍的最大电流充电。该电流经过调理环路坚持，称之为稳流/恒流阶段。
当电池电压增大到设定的安稳电压且充电电流现已下降，电池即处于满充状况。在充电电流不断下降的一起，充电器作业在稳压/恒压阶段。锂离子(Li-Ion) 电池的典型稳压为 4.2V。
要以最快速度完结充电，充电器有必要可以供给已为其设定的最大电流，直至 VBAT = 4.2V。
要确认答应的输入电压最小值 (VBUS_MIN)，规划人员有必要考虑下列要素：
· VBUS 和 VBAT 之间的作业电压预留空间支撑方针充电电流规模。
· 开关稳压器的最大占空比。作业电压预留空间
MOSFET 和电感器内部的电阻会在电流经过期构成压降。假如 VBUS 和 VBAT 之间的压差过小，就无法到达方针充电电流。例如，假如 VBUS 为 4.3V，VBAT 为4.2V，从 BUS 输入到电池的总电阻为 150mΩ，那么到电池的最大电流是 660mA。
开关稳压器的最大占空比
在实际中没有一款高侧 NMOS 降压转换器可以完成 100% 的占空比。在 HSFET/LSFET 敞开/封闭进程中，为了防止短路总会有阻滞时刻。假如占空比超越最大值，开关调稳压器会越过某些 LSFET 开-启脉冲，坚持均匀输出电流/电压。
怎么核算 VBUS_MIN 阀值
VBUS_MIN 阀值是支撑方针最大充电电流及坚持占空比低于降压转换器最大占空比所需的最低 BUS 引脚电压-。图 3 显现了作业在接连导通形式 (CCM) 的降压转换器的电感器电流和开关节点电压。VBUS 可凭借电感器的纹波电流核算，按如下方法推导得到。
CCM状况下电感器电流与运转占
(1)
在电感器的电流上升沿：
(2)
在电感器的电流下降沿：
(3)
因为纹波电流相同，则可得到 VBUS 公式。
(4)
等式 4 可以用一些假定条件加以简化：
. 在 L=2.2μH 时，96% 占空比下纹波电流小于 300mA 。（该电流为均匀电流。）在最大占空比为 96% 时，（1-D）/D 与等式中第二项比较仅为 4.2%。因此第三项可疏忽。
VBUS_MIN 阀值是最大占空比下的 VBUS 电压。
(5)
假如 VBUS 电压低于核算所得的 VBUS_MIN 阀值，电池就无法满充。
最低 USB 电源电压
本节将介绍因为输入线路电阻的存在，在运用 USB 适配器时充电器的输入电压或许会下降至答应值以下。USB 标准规定在全负载状况下，来自低功率端口的供电电压经过一切集线器和线缆输出到器材时或许会低至 4.1V。
假定图 1 中的输入电源是 USB 端口，VUSB 为 5V 、串联电阻为 0。RIN 为线缆、衔接器和 PCB 线迹的算计电阻。充电器模型为抱负的降压转换器，可到达100% 占空比。
充电器的输入电压 (VBUS) 有必要高于电池充电稳压阀值VBATREG（一般为 4.2V）。假定 VUSB 的最小值为 4.75V。
(6)
假定从 USB 电源到 BUS 引脚的电阻 (R IN) 为400mΩ，表 1 所示为 USB2.0 端口和 USB 1.5A 适配器别离到达的最低 VBUS 电压。
表 1：USB 电源比照
在最大占空比下，VBUS 挨近 VBAT，故有 IUSB 略等于ICHG。将等式 5 打开可以确认给定充电电流的最低输入电源电压。
可依据等式 7 来判别需求多低的线缆和衔接器电阻（例如挑选更高质量的线缆和衔接器）或需求多宽/多厚的PCB线迹，才干防止充电器 BUS 引脚处呈现过大压降，然后最大化适配器用于为电池充电的功率。依据输入电压的动态电源办理(VIN-DPM)
假如需求运用多个适配器和/或线缆和/或衔接器，或许难以在规划中考虑一切的线路电阻计划。具有VIN-DPM 功用的充电器不管输入线路电阻的巨细怎么-，均能防止输入电压陡降。
什么是 VIN-DPM？
VIN-DPM 是许多 TI 充电器选用的模仿环路。该环路的意图是在不损坏适配器的状况下最在极限地从电源获取可用电流，即束缚输入电流（从而得到的充电电流）以坚持电源电压在 VIN-DPM 水平。这项特性可在USB 端口归于输入电源之一时选用。
在无 VIN-DPM 功用下运转的状况
图 4 是充电器在没有得到 VIN-DPM 功用维护时的运转状况。跟着体系负载电流和电池充电电流增大，输入电流也随之增大。因此电源内阻上的压差增大。充电器输入引脚上的电压低于电源供给的额外输出电压。此外电源（电压源）在能供给的电流巨细上受额外值的束缚。当负载电流大到坚持充电电流和负载电流之和的输入电流超越电源的电流供给才能时，输入电压-就会下降，原因是输入电容器因所需的高电流放电。当输入电压降至欠压阀值时，充电器就会封闭。在封闭这段时刻内，输入电压会跟着输入%&&&&&%器充电而康复。一旦输入电压到达 UVLO，充电会再度开端。充电器敞开后会重复这个进程，导致充电电流中呈现不抱负的开关脉冲。
带高输入线路电阻和无VIN-DPM
VIN-DPM 的优势
具有 VIN-DPM 特性的充电器能经过束缚输入电流防止充电电流中呈现不抱负的开关脉冲。详细而言，当输入电压下降并降至 VIN-DPM 阀值时，VIN-DPM 功用就会激活，将输入电流降至更低的水平。这样可以防止输入电压陡降至欠压点。依据输入电压的动态电源办理 (VIN-DPM)
适配器一般可以供给 100mA 到数安培的电流，而最新的 USB 端口可以供给高达 1.5A 甚至更大的电流。在运用具有 VIN-DPM 功用的充电器时，便携式设备制造商能针对有特定输出功率束缚（电流束缚等）的适配器和USB 端口优化充电器。VIN-DPM 答应运用其它较低本钱的适配器、USB 端口和/或线缆。例如，假如智能电话的充电器具有 VIN-DPM 功用，就可以在不构成端口电压陡降的状况下，运用低本钱高阻USB 充电线缆从 1.5A USB 端口取得最大充电功率。图 5 显现了电源的两种不同输入电阻给 IC 构成的影响。评价电路可所以bq24192 、bq24250、bq24260 或 bq24295 等电池充电器，装备为 1.5A 输入电流限值、2.0A 充电电流和4.76V VIN-DPM 阀值。
电源的两种不同输入电阻给%&&&&&%
在两种状况下，充电均继续进行，适配器未产生损坏。可是，在图 5(b) 中，VIN-DPM 电路为应对串联电阻上的压差下降了输入电流限值。跟着输入电流的下降，充电器会首先下降充电电流，然后下降体系负载电流。
定论
电源和充电器之间的电阻会阻止充电器从电源取得最大功率，导致电源电压陡降，构成充电器欠压闭锁。现已有了用来核算充电器所需最小电源电压的方程式，其可核算既定电源适配器的最大充电电流。此外， VIN-DPM 特性还能动态地下降充电器的输入电流限值，防止适配器电压陡降，因此答应运用多种类型的适配器和/或电源衔接。
