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線性充電器的基本功能

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線性充電器的基本功能

隨著內(nèi)置功能越來越多，越來越智能的電子設(shè)備在更具吸引力的同時也更加耗電，可電源適配器因此成為了一個經(jīng)濟(jì)的選擇。近年來，隨著創(chuàng)新應(yīng)用、新興技術(shù)和新電源適配器化學(xué)成分的出現(xiàn)，充電器的需求不斷發(fā)展。例如，可穿戴設(shè)備領(lǐng)域的新應(yīng)用（如智能銀行卡、智能服裝和醫(yī)療貼片）引領(lǐng)著解決方案變得更小巧便宜，同時也推動著電池朝更小更高功率密度的方向發(fā)展。
設(shè)計師的典型問題或疑慮包括：“我如何最大限度地延長電源適配器的使用時間？”“我如何延長產(chǎn)品的保質(zhì)期？”“是否有可能對電池進(jìn)行過度放電？”“如果電池缺失或損壞會發(fā)生什么？”“如何讓我的產(chǎn)品與較弱的適配器一起工作？”，以及“我可以將相同的充電器用于不同的設(shè)計和不同的桌面式電源適配器嗎？”在本文中，我將討論線性充電器的不同功能如何幫助解決這些問題。
桌面式電源適配器路徑
電源路徑功能可通過在充電器內(nèi)部增加一個開關(guān)，使單獨(dú)的輸出為系統(tǒng)供電并為電源適配器充電。這種架構(gòu)會導(dǎo)致其他一些特性。讓我們先看看圖1，該圖顯示了一個沒有電源路徑的簡單線性充電器。系統(tǒng)輸入和電源適配器連接到相同的充電器輸出節(jié)點。這種非電源適配器路徑架構(gòu)因其簡單和小巧的解決方案而受到歡迎；實例包括bq24040和bq25100電源適配器充電器。圖2顯示了bq25100的評估模塊（EVM）。

線性充電器的基本功能
圖1：簡單的非電源路徑線性充電器圖

線性充電器的基本功能
圖2：bq25100EVM
然而，這種架構(gòu)有一些局限。充電器輸出、電源適配器電極和系統(tǒng)輸入都在同一點連接。如果電池深度放電或有缺陷，那么即使連接外部電源，也可能無法啟動系統(tǒng)。在系統(tǒng)啟動之前，電池需要充電到一定的電壓水平。因此，如果產(chǎn)品的電池深度放電，終端用戶可能會在插入適配器時認(rèn)為系統(tǒng)已經(jīng)損壞，并且由于系統(tǒng)無法啟動而沒有任何情況發(fā)生。如果產(chǎn)品的電池確實存在缺陷，則系統(tǒng)可能永遠(yuǎn)無法啟動。對于使用可拆卸電池的產(chǎn)品，可能需要使用不同的封裝來拆卸和更換缺陷電池。但是，如果電源適配器嵌入在設(shè)備內(nèi)，則缺陷電源適配器會使整個產(chǎn)品無法使用。
這種架構(gòu)的另一個問題是充電器只能檢測到流入電池和系統(tǒng)的總電流。如果系統(tǒng)正在運(yùn)行，則充電器如何確定電池電流是否達(dá)到終止電平？
所有問題的解決方案非常簡單——只需在系統(tǒng)輸入和電池電極之間添加另一個開關(guān)。圖3顯示了電源路徑線性充電器架構(gòu)。除了從外部電源引入電流的Q1場效應(yīng)晶體管（FET）之外，必要時需再增加一個開關(guān)（Q2）使電池與系統(tǒng)分離。系統(tǒng)始終具有輸入電源的優(yōu)先級，當(dāng)終端用戶插入適配器時，系統(tǒng)可以立即打開。如果適配器在支持系統(tǒng)負(fù)載時還剩下額外的電源，電池可以充電。
線性充電器的基本功能

圖3：電源適配器路徑線性充電器圖
這種方法還允許充電器獨(dú)立地監(jiān)控電源適配器的充電電流(與適配器的總電流相反)，以允許適當(dāng)?shù)慕K止和檢查任何故障情況。

bq24072器件系列包括獨(dú)立式電源適配器路徑線性充電器。bq25120A是一款集成度更高的新型器件。除了電源適配器路徑線性充電器之外，它還集成了DC-DC降壓轉(zhuǎn)換器、LDO、按鈕控制器和具備客戶可編程性的I2C接口。
運(yùn)輸模式

運(yùn)輸模式通常是設(shè)備的最低靜態(tài)電流狀態(tài)。為了最大限度地延長貯藏壽命，制造商在產(chǎn)品出廠前就已經(jīng)啟用了這種狀態(tài)，以期待終端用戶獲得產(chǎn)品時電源適配器電量不會耗盡。通過關(guān)閉電源路徑充電器中的Q2，運(yùn)輸模式電路實質(zhì)上斷開了電池的連接，以防止電池泄漏到系統(tǒng)中。當(dāng)終端用戶第一次打開產(chǎn)品時，Q2重新打開，電池連接到系統(tǒng)。


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| 發(fā)布時間：2018.07.04    來源：電源適配器廠家
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