通用快速充電：電池供電應(yīng)用的未來(lái)趨勢(shì)

作者：德州儀器（TI）時(shí)間：2020-07-02 來(lái)源：電子產(chǎn)品世界

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如今，那些“永遠(yuǎn)在線”的消費(fèi)者希望隨時(shí)隨地為他們的便攜式電子產(chǎn)品充電。例如，我們經(jīng)?？吹铰每驮诘却菣C(jī)或乘坐火車時(shí)給手機(jī)、筆記本電腦和耳機(jī)充電。但是，由于每個(gè)設(shè)備的充電方式不同，這些消費(fèi)者必須攜帶不同的適配器，并且記住哪個(gè)適配器適用哪個(gè)設(shè)備是件相當(dāng)麻煩的事情（請(qǐng)參見(jiàn)圖1）。對(duì)于為了解決這一麻煩的工程師來(lái)說(shuō)，他們的電池充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須支持從各種輸入源充電。

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/202007/415047.htm

圖1：使用不同的輸入源和適配器充電

為什么考慮使用USB Type-C PD充電？

設(shè)計(jì)一個(gè)單芯片充電器集成電路（IC）來(lái)為不同配置和不同輸入電壓范圍的多個(gè)電池供電設(shè)備充電是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，因?yàn)閭鹘y(tǒng)適配器不能與所有電池供電設(shè)備兼容，且傳統(tǒng)USB適配器的功率限制在5-15 W，因此限制了它們將支持的便攜式電池供電設(shè)備。

如圖2所示，USB Type-C?供電（USB PD）提供了一種有用的替代方案，可對(duì)各種應(yīng)用進(jìn)行快速有效的充電。USB PD的輸出電壓范圍可根據(jù)不同電池配置的電池供電設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，以利用USB Pd的5 W至100 W（20V/5A）功率譜。

進(jìn)一步說(shuō)說(shuō)上面提到的旅客給一個(gè)或多個(gè)設(shè)備充電的例子，考慮到他們可能無(wú)法總是連接電源，理想的情況是，他們的設(shè)備能夠很快充滿電，而且一旦充滿后，電池可以長(zhǎng)時(shí)間使用。即使他們只有15分鐘的短暫停留時(shí)間來(lái)給設(shè)備充電，這也足以讓電池續(xù)航數(shù)小時(shí)。

圖2: USB PD實(shí)現(xiàn)通用快速充電

因此，為了滿足消費(fèi)者的期望，設(shè)計(jì)工程師正在尋找具有以下功能的解決方案：

● 能夠簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)通用充電——能夠?yàn)榫哂胁煌渲茫?到4節(jié)串聯(lián)電池）和不同輸入電壓的多個(gè)電池供電設(shè)備充電。

● 能夠延長(zhǎng)電池續(xù)航時(shí)間并使用更大電池容量，為消費(fèi)者提供更佳的體驗(yàn)。

● 能夠有效充電，同時(shí)減少散熱，以更大限度地減少充電器IC內(nèi)的功率損耗。

● 能夠保護(hù)輸入適配器、電池和系統(tǒng)免受級(jí)聯(lián)故障的影響。

TI的新型降壓-升壓電池充電器IC（包括 BQ25790 和 BQ25792 ）利用USB PD輸入提高了靈活性，可在3.6 V至24 V的輸入電壓范圍內(nèi)為1S-4S電池充電。這些降壓-升壓充電器可以讓您自由選擇單個(gè)充電器IC是否是緊湊、小尺寸的電池供電設(shè)備（如手機(jī)、筆記本電腦、藍(lán)牙耳機(jī)或醫(yī)療設(shè)備）的更好設(shè)計(jì)選擇，而不是設(shè)計(jì)多個(gè)需要功率級(jí)的升壓或降壓以使應(yīng)用保持在安全的工作電壓范圍內(nèi)。

BQ25790 和 BQ25792 利用低功耗充電器IC延長(zhǎng)電池的運(yùn)行時(shí)間，并在不使用應(yīng)用程序時(shí)盡可能節(jié)省電池電量。除了低功耗外，充電器還配有一個(gè)充電定時(shí)器，它可以在正常充電周期的基礎(chǔ)上進(jìn)行額外充電，從而確保電池可以充電到更大容量（見(jiàn)表1）。

對(duì)于需要長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行、快速高效充電和緊湊設(shè)計(jì)的電源設(shè)計(jì)，USB PD充電具有高靈活性，可在保持低物料清單和縮小整體解決方案尺寸的同時(shí)為各種應(yīng)用充電。如要了解更多在設(shè)計(jì)時(shí)考慮功率密度和低靜態(tài)電流的信息，請(qǐng)查看下面的其他資源。

參數(shù)	可編程性	分辨率	默認(rèn)
充電電壓	3 V-18.8 V	10 mV	4.2V (一節(jié)電池串聯(lián)[s]),8.4V (2s),12.6V (3s), 16.8V (4s)
充電電流	50 mA-5 A	10 mA	2A (1s), 2A (2s), 1A (3s), 1A (4s)
OTG 電壓	2.8 V-22 V	10 mV	5 V
OTG 電流	120 mA-3.32 A	40 mA	3 A
預(yù)充電電流	40 mA-2 A		120 mA
結(jié)束電流	40 mA-1 A		200 mA
充電定時(shí)器	禁用，15分鐘， 0分鐘，45分鐘