如何應(yīng)用開(kāi)關(guān)PowerPath管理器來(lái)提高鋰離子電池充電速度

　　例如：如欲在4.2V的電池電壓條件下保持低于2.5W （5VIN?500mA） 的功率輸送，則充電電流一定不得超過(guò)595mA。當(dāng)電池電壓很低時(shí) （比如：3.4V），該電流限值過(guò)于保守，此時(shí)將能夠輸送735mA的電流，而不會(huì)違犯USB規(guī)格。專(zhuān)為實(shí)現(xiàn)與USB規(guī)格的相符性而設(shè)計(jì)的輸入電流受限型器件 （例如：LTC4088和LTC4098） 使充電器能夠使用該額外的可用電流。與此相反，專(zhuān)為與USB規(guī)格相符而設(shè)計(jì)的輸出電流調(diào)整型開(kāi)關(guān)充電器則必須被設(shè)置成把電池充電電流限制為高電壓場(chǎng)合時(shí)的數(shù)值 （595mA），因而在低電池電壓條件下將其切斷。換句話(huà)說(shuō)，輸入電流受限型開(kāi)關(guān)充電器始終在容許的范圍內(nèi)盡可能多地從輸入電源吸取功率，而輸出電流受控型開(kāi)關(guān)充電器則并非如此。

　　即時(shí)接通 （低電池電量系統(tǒng)起動(dòng)）

　　圖5示出了開(kāi)關(guān)PowerPath拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的“即時(shí)接通”功能。當(dāng)電池電壓非常低且系統(tǒng)負(fù)載未超過(guò)可用編程功率時(shí)，輸出電壓將被保持在3.6V左右。這可以防止系統(tǒng)不得不等待電池電壓上升之后才能接通設(shè)備 —— 對(duì)于最終用戶(hù)而言，這種被迫等待的情形是令人沮喪的。

　　圖5：VOUT與BAT的關(guān)系曲線(xiàn)

　　這是備有一個(gè)去耦輸出節(jié)點(diǎn)和電池節(jié)點(diǎn) （即：三端拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)） 的主要原因。在低功率模式中，該功能電路可被用于給系統(tǒng)供電。例如：它可能恰好提供了足以執(zhí)行起動(dòng)操作的功率，并向用戶(hù)發(fā)出“系統(tǒng)正在進(jìn)行充電”的指示信號(hào)。

　　自動(dòng)負(fù)載優(yōu)先級(jí)處理

　　在 VOUT條件下輸送至系統(tǒng)的電流和電池充電電流一起，在開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器上形成了一個(gè)組合負(fù)載。如果該組合負(fù)載未超過(guò)由輸入電流限制電路所設(shè)置的功率級(jí)，則開(kāi)關(guān) PowerPath拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將能夠恰當(dāng)?shù)靥峁┏潆婋娏骱拓?fù)載電流，不會(huì)發(fā)生任何問(wèn)題。然而，如果總負(fù)載超過(guò)了可用功率，則電池充電器將自動(dòng)放棄其部分或全部功率份額，以支持額外的負(fù)載。就是說(shuō)：系統(tǒng)負(fù)載始終是優(yōu)先的，而電池充電則只是伺機(jī)而行。這種算法為系統(tǒng)負(fù)載提供了不間斷的電源。即使單單系統(tǒng)負(fù)載便超過(guò)了輸入限制電路可提供的功率，輸入電流仍然不會(huì)超過(guò)其編程限值。相反，電池充電器將完全關(guān)斷，而且額外的功率將通過(guò)理想二極管從電池吸取。

　　當(dāng)理想二極管開(kāi)始起作用時(shí)，從電池至輸出引腳的傳導(dǎo)路徑大約為180mΩ。如果這對(duì)于應(yīng)用而言已經(jīng)足夠的話(huà)，則無(wú)需外部元件。然而，如果需要更大的電導(dǎo)，則可使用一個(gè)外部MOSFET，以對(duì)內(nèi)部理想二極管提供補(bǔ)充。LTC4088和LTC4098均具有一個(gè)控制引腳，用于驅(qū)動(dòng)可任選的外部晶體管的柵極?？梢圆捎镁?0mΩ或更低電阻的晶體管，旨在起到補(bǔ)充內(nèi)部理想二極管的作用。

　　全功能電池充電器

　　LTC4088和LTC4098都包括一個(gè)全功能電池充電器。這種電池充電器具有可編程充電電流、電池預(yù)查驗(yàn) （失效電池檢測(cè)和充電終止）、CC-CV （恒定電流-恒定電壓） 充電、C/10充電結(jié)束檢測(cè)、安全定時(shí)器終止、自動(dòng)再充電和一個(gè)熱敏電阻信號(hào)調(diào)理器 （用于實(shí)現(xiàn)適宜溫度充電）。

　　LTC4098的改進(jìn)之處

　　LTC4098擁有幾項(xiàng)LTC4088所不具備的功能。首先，它支持對(duì)一個(gè)外部高電壓開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器進(jìn)行控制的能力 （旨在從諸如汽車(chē)電池等第二輸入電源來(lái)接收功率）。LTC4098還包括一個(gè)獨(dú)立的過(guò)壓保護(hù)模塊，該模塊能夠與一個(gè)外部MOSFET一起提供針對(duì)低電壓 （USB/WALL） 輸入的重要輸入保護(hù)功能。

　　高電壓輸入控制器

　　當(dāng)存在第二個(gè)輸入電源時(shí)，LTC4098的外部輸入控制電路能夠加以識(shí)別，并在該輸入和USB/WALL輸入被同時(shí)供電的情況下對(duì)其進(jìn)行優(yōu)先處理。此外，LTC4098還可與凌力爾特的許多高電壓降壓型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器相連，以便于采用較高電壓輸入 （比如：汽車(chē)電池）。運(yùn)用上文所述的Bat-Track方法，輔助