3G手机中的电源管理趋势(04-100)

　　给电池充电

　　事实上所有3G手机都在将锂离子电池作为其主要电源，但由于散热及空间有限，故必须仔细考虑应选用何种类型的电池充电器，以及需要有哪些特性才能对电池进行安全及精确的充电。

　　消除 “热点”但仍能快速充电及保持非常小的设计。线性锂离子电池充电器的一个明显趋势是继续减少封装尺寸，但不太明显的趋势是在充电周期(尤其在高电流)用来冷却IC所需的空间或通风。充电器功耗可提高IC的结温，而这种温度的升高再加上环境温度可达到足够高的水平，使IC过热并降低电路可靠性。此外，如果过热，很多充电器会停止充电周期，且只有当结温下降后才恢复工作。如果高温条件继续存在，则这种 “停止和开始”的循环往复也将继续发生，从而延长充电时间。为减少这些风险，用户只能选择通过减少充电电流来延长充电时间或增加多些板面积来散热，从而由于增加PCB散热面积及热保护材料而增加整个系统成本。

　　对此问题有两种解决方案。首先，需要一种智能型线性锂离子电池充电器，这种充电器不必为担心散热而牺牲PCB面积、并采用一种可监视其自身结温以防止过热的小型热增强型封装。如果达到预置温度门限，充电器能自动减少充电电流来限制功耗，从而使芯片温度保持在一个安全水平。第二种解决方案是采用一种即使充电电流很高也几乎不发热的充电器，这要求使用脉冲充电器，它是一种完全不同于线性充电器的技术。脉冲充电器依靠经过良好稳压及电流受限的墙接式适配器来充电。

　　解决方案一 ：采用LTC4059A 2mm x 2mm线性电池充电器

　　LTC4059A是一款无需使用三个分立功率组件的单节锂离子电池线性充电器，可快速充电而不用担心系统过热;监视电路则负责报告充电电流值，并指示充电器何时与输入电源连接。它采用在可能情况下最小的封装但并没有牺牲散热性能。整个方案仅需两个分立组件(输入电容器及一个充电电流编程电阻)，而占位面积仅为2.5mm x 2.7mm。

　　LTC4059A的2mm x 2mm DFN封装只有SOT-23封装一半的占位面积，并能提供大约60℃/W更低的热阻，以提高散热效率。通过适当的PCB布局及散热设计，LTC4059A可从5V输入上以高达900mA的电流对单节锂离子电池安全充电。此外，设计时还不需考虑最坏情况下的功率耗散，因为LTC4059A采用了专利的热管理技术，可在如环境温度过高的高功率条件下自动减少充电电流。

　　解决方案二 ：带过电流保护功能的LTC4052脉冲充电器

　　LTC4052是一款用于单节4.2V锂离子/锂聚合物电池充电的单片、全集成脉冲充电器。LTC4052的功耗大约为280mW，并能从5.25V输入上以0.8A电流快速充电，而线性充电器解决方案的功耗则高达1.8W。不像以电感器来获得高效率及低散热的开关充电器，LTC4052采用无电感器型设计。利用LTC4052设计的700mA至2A锂离子/锂聚合物电池充电电路仅占70mm2的面积 ，且高度低于1.7mm。通过将功耗减至最低水平，LTC4052可放宽对终端设备的热设计要求，因此可采用更小的封装、更低的散热气流及更小的PCB面积，且能消除热点以及对散热片及风扇的需要。

　　LTC4052要求用一个电流受限的墙LTC4052要求用一个电流受限的墙接式适配器来控制充电电流值。它还配备有过流保护以便在偶然使用较高电流或故障墙接式适配器时能提供保护。LTC4052为一款全集成脉冲充电器，无需使用外部MOSFET或隔离二极管 (如图5所示)。这是一款带集成C/10检测、充电状态指示、充电结束定时器、墙接式适配器检测及过流保护的独立充电器IC。LTC4052可在4.5V至12V输入源上工作，并具有1% 飘移电压精度。

　　结语

　　随着在3G手机中的特性不断增加，凌特继续推出各种创新的IC，使这些手机不仅能保持其当前的外形尺寸，而且还不用牺牲性能、可靠性及电池使用寿命。■