升降壓充電器成理想方案

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升降壓充電器成理想方案

隨著越來越多的應(yīng)用采用USB PD和Type-C USB 端口，對于這些需要在操作模式、不同適配器適應(yīng)性和廣泛安全性之間平穩(wěn)過渡的應(yīng)用而言，升降壓充電器成為與要求相兼容的理想解決方案，已受到廣泛關(guān)注。

德州儀器（TI）電池管理產(chǎn)品中國市場和應(yīng)用部門經(jīng)理文司華博士介紹說，一方面，升降壓充電器改變了設(shè)備充電方式。升降壓是指在共同的Type-C接口下，不知道雙方的電壓和電流能力，因而需要按照充電器的電壓范圍能力和電池的串聯(lián)串?dāng)?shù)這兩個因素，決定是否升壓或降壓。另一方面，充電器要實現(xiàn)跨界，實現(xiàn)不同界面或不同串?dāng)?shù)電源之間的轉(zhuǎn)換，而不是或是為筆記本電腦，或是為手機(jī)，需要“多合一”。

安森美相關(guān)負(fù)責(zé)人也提到，Type-C接口正成為電子產(chǎn)品間互聯(lián)的單一接口，大功率USB PD不同的電壓和功率需要對輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，需要充電器可根據(jù)用電設(shè)備的要求進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)。

以無人機(jī)為例，無人機(jī)是高耗電的設(shè)備。文司華提到，根據(jù)功率電平和電池容量，大多數(shù)無人機(jī)每次充電后可以飛行6-30分鐘。而無人機(jī)各種機(jī)型包括充電器都可能具有不同的電池串聯(lián)數(shù)目，因而可用Type-C接口結(jié)合PD協(xié)議統(tǒng)一設(shè)計，并且使用升降壓充電器實現(xiàn)這種充電的靈活性。

02
市場比拼全“實力”

Market Eye Research Data較近發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2015-2019年，全球移動電源市場每年增長17.5%。各路諸侯在市場上拼殺，包括NXP、英飛凌、ADI、安森美、艾為等廠商都在發(fā)力，除了滿足新標(biāo)準(zhǔn)來比拼IC的硬功夫之外，還要解決“軟”實力。

軟硬兼施的“背后”仍是聚焦于效率提升、安全保護(hù)等。文司華說，因損耗在于電感有電阻損耗，開關(guān)有電阻損耗并且產(chǎn)生開關(guān)式的損耗。TI在控制模式上做了優(yōu)化，采用對稱的H型Buck-Boost，每個模式下只有兩個MOS管進(jìn)行開關(guān)，另外兩個MOS管，或?qū)ɑ蜿P(guān)斷，狀態(tài)不變。實現(xiàn)在一個周期里只有兩個MOS管是有開關(guān)損耗的，因此損耗會相對降低。TI較新充電器的效率就比同類較高水平提升了4%，高達(dá)97%。

而輸入電流優(yōu)化（ICO）也變得十分重要。文司華提及，ICO功能可自動檢測適配器輸入功率的較大能力以優(yōu)化電流，確保利用較大輸入功率。比如實測某適配器具有高出額定電流100毫安的能力，就會以此來擴(kuò)展。但并不是說所有的適配器都會高出100毫安，很可能有些適配器達(dá)不到標(biāo)稱值，關(guān)鍵是ICO可檢測出適配器的實際電流輸出能力，不斷優(yōu)化，并保證適配器的安全性。

此外，全面的監(jiān)控能力也至關(guān)重要。 “以往要通過MCU等外設(shè)器件實現(xiàn)，但趨勢是由充電器來實現(xiàn)，不僅可簡化移動電源的安全設(shè)計，通過充電器自帶的全面系統(tǒng)性能和數(shù)據(jù)采集匯報能力，通過主機(jī)發(fā)送命令，就能了解到輸入輸出電壓、電流和溫度等。” 文司華表示。

03
新型充電器滿足需求

眾多模擬大廠圍繞這一“轉(zhuǎn)變”也在未雨綢繆。TI近日推出一對高度靈活的單芯片降壓-升壓型電池充電器bq25703A和bq25700A，適用于1至4節(jié)（1S至4S）設(shè)計。bq25703A采用I2C的通訊方式，bq25700A是SMBus通訊方式，分別針對消費(fèi)電子和筆記本電腦應(yīng)用。

文司華詳細(xì)介紹了四大方面的進(jìn)步。一是輸入源的靈活性，輸入源主要是適配器、USB PD電源等，提供3.5V至24V的寬輸入電壓范圍，設(shè)計人員可在多種端口（包括USB 2.0、USB 3.0和較新標(biāo)準(zhǔn)USB Type-C）中使用。

二是寬的USB On-the-Go（OTG）輸出兼容性。平常充電過程是從外到里的，OTG是反向過程。新型充電器支持5V至20V的輸入，通過可編程電流調(diào)節(jié)為USB OTG提供可調(diào)輸出。

三是高效率。TI實測在2-3安培，在3串應(yīng)用情況下，可做到97%以上的轉(zhuǎn)換效率，至少比業(yè)界目前較高水平能夠高出4個百分點，雖然4個百分點看似不高，但熱損耗則會依此降低50%到60%，這是極具吸引力的。

四是緊湊型配置，它強(qiáng)化了簡化外部電源設(shè)計，傳統(tǒng)方案有降壓、升壓兩個電感，此款產(chǎn)品只要一個電感，并且本身的封裝也很小。同時在電池充電算法和智能檢測方面，實現(xiàn)ICO，一并帶來更緊湊的適配器設(shè)計。

值得一提的是，bq25703A和bq25700A提供了從-40°C到85°C之間±0.6%的充電電壓精度，高水平的充電精度確保了電池在溫度范圍內(nèi)獲得較佳充電，對電池充電壽命亦有顯著的提升。

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| 發(fā)布時間：2018.01.03 來源：充電器廠家

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