線(xiàn)性充電器的基本功能

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線(xiàn)性充電器的基本功能

隨著內(nèi)置功能越來(lái)越多，越來(lái)越智能的電子設(shè)備在更具吸引力的同時(shí)也更加耗電，可電源適配器因此成為了一個(gè)經(jīng)濟(jì)的選擇。近年來(lái)，隨著創(chuàng)新應(yīng)用、新興技術(shù)和新電源適配器化學(xué)成分的出現(xiàn)，充電器的需求不斷發(fā)展。例如，可穿戴設(shè)備領(lǐng)域的新應(yīng)用（如智能銀行卡、智能服裝和醫(yī)療貼片）引領(lǐng)著解決方案變得更小巧便宜，同時(shí)也推動(dòng)著電池朝更小更高功率密度的方向發(fā)展。
設(shè)計(jì)師的典型問(wèn)題或疑慮包括：“我如何最大限度地延長(zhǎng)電源適配器的使用時(shí)間？”“我如何延長(zhǎng)產(chǎn)品的保質(zhì)期？”“是否有可能對(duì)電池進(jìn)行過(guò)度放電？”“如果電池缺失或損壞會(huì)發(fā)生什么？”“如何讓我的產(chǎn)品與較弱的適配器一起工作？”，以及“我可以將相同的充電器用于不同的設(shè)計(jì)和不同的桌面式電源適配器嗎？”在本文中，我將討論線(xiàn)性充電器的不同功能如何幫助解決這些問(wèn)題。
桌面式電源適配器路徑
電源路徑功能可通過(guò)在充電器內(nèi)部增加一個(gè)開(kāi)關(guān)，使單獨(dú)的輸出為系統(tǒng)供電并為電源適配器充電。這種架構(gòu)會(huì)導(dǎo)致其他一些特性。讓我們先看看圖1，該圖顯示了一個(gè)沒(méi)有電源路徑的簡(jiǎn)單線(xiàn)性充電器。系統(tǒng)輸入和電源適配器連接到相同的充電器輸出節(jié)點(diǎn)。這種非電源適配器路徑架構(gòu)因其簡(jiǎn)單和小巧的解決方案而受到歡迎；實(shí)例包括bq24040和bq25100電源適配器充電器。圖2顯示了bq25100的評(píng)估模塊（EVM）。

線(xiàn)性充電器的基本功能

圖1：簡(jiǎn)單的非電源路徑線(xiàn)性充電器圖

線(xiàn)性充電器的基本功能

圖2：bq25100EVM
然而，這種架構(gòu)有一些局限。充電器輸出、電源適配器電極和系統(tǒng)輸入都在同一點(diǎn)連接。如果電池深度放電或有缺陷，那么即使連接外部電源，也可能無(wú)法啟動(dòng)系統(tǒng)。在系統(tǒng)啟動(dòng)之前，電池需要充電到一定的電壓水平。因此，如果產(chǎn)品的電池深度放電，終端用戶(hù)可能會(huì)在插入適配器時(shí)認(rèn)為系統(tǒng)已經(jīng)損壞，并且由于系統(tǒng)無(wú)法啟動(dòng)而沒(méi)有任何情況發(fā)生。如果產(chǎn)品的電池確實(shí)存在缺陷，則系統(tǒng)可能永遠(yuǎn)無(wú)法啟動(dòng)。對(duì)于使用可拆卸電池的產(chǎn)品，可能需要使用不同的封裝來(lái)拆卸和更換缺陷電池。但是，如果電源適配器嵌入在設(shè)備內(nèi)，則缺陷電源適配器會(huì)使整個(gè)產(chǎn)品無(wú)法使用。
這種架構(gòu)的另一個(gè)問(wèn)題是充電器只能檢測(cè)到流入電池和系統(tǒng)的總電流。如果系統(tǒng)正在運(yùn)行，則充電器如何確定電池電流是否達(dá)到終止電平？
所有問(wèn)題的解決方案非常簡(jiǎn)單——只需在系統(tǒng)輸入和電池電極之間添加另一個(gè)開(kāi)關(guān)。圖3顯示了電源路徑線(xiàn)性充電器架構(gòu)。除了從外部電源引入電流的Q1場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FET）之外，必要時(shí)需再增加一個(gè)開(kāi)關(guān)（Q2）使電池與系統(tǒng)分離。系統(tǒng)始終具有輸入電源的優(yōu)先級(jí)，當(dāng)終端用戶(hù)插入適配器時(shí)，系統(tǒng)可以立即打開(kāi)。如果適配器在支持系統(tǒng)負(fù)載時(shí)還剩下額外的電源，電池可以充電。
線(xiàn)性充電器的基本功能

圖3：電源適配器路徑線(xiàn)性充電器圖
這種方法還允許充電器獨(dú)立地監(jiān)控電源適配器的充電電流(與適配器的總電流相反)，以允許適當(dāng)?shù)慕K止和檢查任何故障情況。

bq24072器件系列包括獨(dú)立式電源適配器路徑線(xiàn)性充電器。bq25120A是一款集成度更高的新型器件。除了電源適配器路徑線(xiàn)性充電器之外，它還集成了DC-DC降壓轉(zhuǎn)換器、LDO、按鈕控制器和具備客戶(hù)可編程性的I2C接口。
運(yùn)輸模式

運(yùn)輸模式通常是設(shè)備的最低靜態(tài)電流狀態(tài)。為了最大限度地延長(zhǎng)貯藏壽命，制造商在產(chǎn)品出廠前就已經(jīng)啟用了這種狀態(tài)，以期待終端用戶(hù)獲得產(chǎn)品時(shí)電源適配器電量不會(huì)耗盡。通過(guò)關(guān)閉電源路徑充電器中的Q2，運(yùn)輸模式電路實(shí)質(zhì)上斷開(kāi)了電池的連接，以防止電池泄漏到系統(tǒng)中。當(dāng)終端用戶(hù)第一次打開(kāi)產(chǎn)品時(shí)，Q2重新打開(kāi)，電池連接到系統(tǒng)。

電源適配器廠家