基于用電源管理IC來(lái)實(shí)現(xiàn)高端便攜產(chǎn)品的設(shè)計(jì)

    目前，一些由電池供電的產(chǎn)品——像個(gè)人多媒體播放器、智能電話、便攜式游戲平臺(tái)和 GPS導(dǎo)航設(shè)備等都配備了USB接口；并且這些產(chǎn)品還在不斷地通過(guò)集成新功能，使其變得更方便和更實(shí)用，從而能夠擠入高端消費(fèi)市場(chǎng)。功能的增加需要采用像鋰電子這類更高容量的電池。用戶期望體積小、功能多、便攜且使用靈活，還有能夠快速且安全地充電，所有這些都為產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師提出了一系列的嚴(yán)苛挑戰(zhàn)。

    站在終端用戶的角度，在線性和開關(guān)模式電池充電IC之間存在著一些設(shè)計(jì)折衷。就像 LDO那樣，線性電池充電器所占體積小，外接元器件也少(例如，無(wú)需使用電感)，但是效率低，可用電能少，并產(chǎn)生較多的熱量。但在成本和空間比效率更重要的一些場(chǎng)合，線性充電IC就比較合適。相反在其它場(chǎng)合，開關(guān)模式則更為合適。可見(jiàn)，對(duì)更高的充電效率、電池充電IC中的更高集成度、更高的空間利用率、以及增加產(chǎn)品的靈活度等方面的各種需求，都為靠電池供電的電子設(shè)備的設(shè)計(jì)帶來(lái)巨大壓力。系統(tǒng)設(shè)計(jì)師研發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)面臨的挑戰(zhàn)主要包括：
自動(dòng)管理多路電源或負(fù)載
充電時(shí)使來(lái)自USB的功率和效率最高
發(fā)熱最少
快速充電時(shí)充電電流高
在汽車應(yīng)用中能夠以高電壓工作
減小電路板和封裝外形

為了應(yīng)對(duì)上述的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，必須采用全面的解決方案，主要包括：

電源管理——利用PowerPat控制和理想二級(jí)管
    目前，絕大多數(shù)由電池供電的電子設(shè)備都采用以下幾種供電方式：墻體適配器，汽車適配器，USB口或鋰電池。然而，在各類輸入電源間的電源通道控制的自動(dòng)管理方面卻存在著巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)上，設(shè)計(jì)師試圖利用分離的方案，即利用一些場(chǎng)效應(yīng)管、比較器以及一些分離元器件來(lái)實(shí)現(xiàn)這一功能，但在解決熱插拔和大浪涌電流方面面臨著巨大的問(wèn)題，從而引起系統(tǒng)的可靠性問(wèn)題。不久前，分離的IC解決方案甚至還要求使用幾個(gè)芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。而如今，只需要一個(gè)集成電源管理器就能夠簡(jiǎn)單又容易地解決這些問(wèn)題。

    電源通道控制允許終端產(chǎn)品即插即用，而不管電池的充電狀態(tài)，或者說(shuō)即便是電池根本就不在，即所謂的“即時(shí)接通(instant-on)” 模式。一只具有電源通道控制的IC為設(shè)備提供功率，并通過(guò)USB接口或一個(gè)墻體電源適配器來(lái)為單一單元鋰電池充電。為了在充電電源線尚未斷開的時(shí)候確保充滿電的電池保持不用，IC直接通過(guò)USB線為負(fù)載供電，而不從電池吸取功率。一旦電源去掉后，來(lái)自電池的電流便通過(guò)內(nèi)部的低損耗理想二級(jí)管送到負(fù)載，從而將電壓降和功耗降到最小。

    理想二級(jí)管的正向電壓降遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的或肖特基二級(jí)管的正向電壓降，且其反向電流泄漏也比較小。小的正向電壓降將減小功耗和自發(fā)熱，從而延長(zhǎng)了電池壽命。