利用自主电源管理器简化锂离子电池充电过程

　　对于像GPS导航装置、PDA、数码相机、数字照片阅读器、MP3/MP4播放机等手持设备而言，提供USB和高输入电压源以及电池充电能力具有诸多好处，例如USB电源使您拥有了不必在旅途中携带旅行装充电器的便利，可以从一个膝上型PC或其它某种具有USB端口的装置来为您的设备供电。诸如 FireWire、12~24V交流电适配器或汽车车载适配器输出等高电压输入电源可提供高于USB的充电速度，并允许在更多的场所(如汽车)中进行充电，而这正是提高设备便携性的关键之一。

　　便利性和高功率特点

　　LTC408?和LTC408?-5是面向便携式USB设备的自主电源管理器、理想二极管控制器和独立型高电压、高效率电池充电器。为了实现高效充电，它们的开关拓扑结构可适应各种输入，包括高达36V(最大值为40V)的高电压电源(例如12V交流电适配器、汽车适配器和FireWire端口)。此外，它们还接受诸如5V适配器和USB等低电压电源。LTC408?-5具有PowerPath控制功能，可从USB总线或交流电适配器电源向设备供电，并对设备的单节锂离子电池进行充电，而且还可在采用一个电量耗尽或严重不足的电池情况下实现“即时接通”操作。LTC408??典型应用电路如图 2所示。

　　图2：LTC408典型应用电路

　　为了与USB电流限值规格相符合，LTC408?-5将在系统负载电流增加时自动减小电池充电电流。为了确保一个满充电电池在连接总线时处于满充电状态终止，该IC通过USB总线来向负载输送功率，而没有采取从电池吸取功率的做法。一旦所有的电源均被拿掉，则电流将通过一个200mΩ内部低损耗理想二极管从电池流至负载，因而最大限度地减少了压降和功耗。提供了用于驱动一个可选的外部PFET的板载电路，以便在应用需要的情况下把理想二极管的总阻抗降至30mΩ以下，从而进一步提高了工作效率。

　　当LTC408?-5的电源从一个USB端口来提供时，电源管理器可实现系统负载可用功率的最大化，即增加至2.5W(500mA×5V)的满 USB可用功率。而且，它将根据系统负载电流来自动地调节锂离子/聚合物电池的充电电流，旨在保持总输入电流与USB限值的一致性。

　　LTC408??开关稳压器具有BAT-Track自适应输出控制功能，该功能极大地改善了其可提供1.2A充电电流的电池充电器的效率，因为开关稳压器的输出电压自动地跟踪电池电压。LTC408?-5从高电压输入提供了一个固定的5V输出，用于对单节锂离子/聚合物电池进行充电。该电池充电器的浮动电压预设为4.2V，在0~85℃温度范围内保证准确度为1.0%。充电电流可以很容易地通过一个电阻器来设置。用于充电终止的总充电时间由一个外部电容器来设置，并提供了一个C/10充电电流检测输出。额外的功能包括自动热调整、用于适宜温度充电的NTC热敏电阻输入、电池的自动再充电、反向电流隔离和欠压闭锁。LTC408?-5采用扁平(高度仅0.75mm)的纤巧型22引脚6mm×3mm DFN封装，且保证可在-40~85℃的温度范围内正常工作。

　　BAT-Track自适应输出控制

　　LTC408???AT-Track功能是自适应输出控制的一种形式。它是电池充电器和开关稳压器的集成，这样，开关稳压器将仅产生支持电池充电器所需的足够电压，而不会产生多余的电压。对于线性电源路径产品，输入电压与电池电压之差在充电过程中被作为热量而损失掉了。

　　当实现一个开关稳压器时，在转换开关的两端产生尽可能大的压降是有利的，因为它可以高效地完成(从输入吸收的电流小于输送至充电器的电流)。 BAT-Track功能负责检测BAT电压，并把开关稳压器输出VOUT调节至比电池电压VBAT高300mV，从而最大限度地减少了因功率损耗所导致的发热，可对电池进行适当的充电并最大限度地降低总功耗。这极大地改善了电池充电器的效率。例如：当充电电流IBAT=600mA、VBAT=3.7V且充电器输入电压VIN=5V时，充电器的效率(采用项代入法)为：100×POUT/(POUT＋PDIS)=100×(VBAT×IBAT) /(VBAT×IBAT＋PDIS)=100×(VBAT×IBAT)/(VIN×IIN)=(3.7V×600mA)/(5V×600mA)=74%。

　　反之，如果充电器输入电压比VBAT高300mV，则充电器的效率为：100×(VBAT×IBAT)/(VIN×IIN)=(3.7V×600mA)/((3.7V＋0.3V)×600mA)=92.5%。

　　这种效率差异将显著地降低功耗。而且，如果电池过度放电和VBAT下降至过低的电压值，则最小VOUT应为3.6V，以确保系统负载能够获得一个足够的电源电压。