采用组合电池充电器和DC/DC转换器的缩小电池供电产品

Tom Hack

到目前为止，便携式设备或具有备用电池的系统中的电源管理需要混合使用主要组件来实现电池充电和系统电源电压生成的基本功能。典型的解决方案需要至少一个充电器 IC 为电池充电，另一个 IC 从不断变化的电池电压 PowerPath 提供稳定的系统总线电压™控制和低压差稳压器（图 1）。

图1.传统的便携式电源系统。

在这些不断缩小的便携式产品中，空间非常宝贵，因此也必须缩小电源电路。LTC1980 通过将这些功能模块组合到单个 IC 中来解决空间问题。结果是大大降低了便携式电源系统的复杂性（图 2）。

图2.基于 LTC1980 的便携式电源系统。

LTC1980 如何减小尺寸和成本

LTC1980 通过一种独特的双向脉宽调制器设计来管理电池充电和稳压系统总线电压的产生（图 3）。

图3.LTC1980 双向电源转换。

当存在墙上适配器时，电源直接传递到系统负载 DC/DC 转换器以及由 M1、M2、T1 和 LTC1980 组成的脉宽调制电池充电器。如果存在墙上适配器，电源就会流入电池。卸下墙上适配器后，电源以相反的方向流出电池，并通过由相同电源组件形成的 DC/DC 转换器进行调节。通过这种方式，单个双向电源取代了两个传统的脉宽调制电源，从而节省了大量零件。无需额外的电源布线/管理，进一步减少了附加电路产生的器件数量和功率损耗。

4.1V/1A 锂离子电池充电器和 3.3V 直流/直流转换器

图 4 显示了 4.1V/1A 锂离子电池充电器和 3.3V DC/DC 转换器。LTC1980 包括一个完整的 PWM 稳压控制器、PowerPath 管理功能和充电终止 （包括预修整的 4.1V、4.2V、8.2V 和 8.4V 浮动电压、欠压和过压保护、涓流充电电池调节和充电终止定时）。其他电池化学成分可通过外部编程。

图4.4.1V/4.2V 可选 1A 锂离子电池充电器和 3.3V DC/DC 转换器。

此设计与稳压和非稳压墙上适配器兼容（最小输出电压 4.1V）。对于更高电压的墙上适配器，调整 R15 以增加墙上适配器检测阈值。D1 是可选的，可防止意外的墙上适配器连接器短路，这在某些使用裸露连接的充电座的产品中存在此问题。

高效率使产品冷却运行，并延长两次充电之间的运行时间

不包括可选的低压差稳压器，峰值 DC/DC 转换器效率超过 88%（见图 5）。此外，LTC1980 还采用了脉宽调制充电。与线性充电器相比，功耗更低，工作温度更低。

图5.稳压器效率与负载电流的关系。

结论

LTC1980 通过将一个 DC/DC 转换器和电池充电器电路集成到单个 IC 中，有助于减小便携式产品的尺寸、复杂性并降低其成本。它还具有高效率，可延长电池运行时间并降低电池充电期间的功耗

审核编辑：郭婷