基于用電源管理IC來實現(xiàn)高端便攜產(chǎn)品的設(shè)計

    目前，一些由電池供電的產(chǎn)品——像個人多媒體播放器、智能電話、便攜式游戲平臺和 GPS導(dǎo)航設(shè)備等都配備了USB接口；并且這些產(chǎn)品還在不斷地通過集成新功能，使其變得更方便和更實用，從而能夠擠入高端消費市場。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)計工程師提出了一系列的嚴苛挑戰(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合，線性充電IC就比較合適。相反在其它場合，開關(guān)模式則更為合適。可見，對更高的充電效率、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)計帶來巨大壓力。系統(tǒng)設(shè)計師研發(fā)設(shè)計時面臨的挑戰(zhàn)主要包括：
自動管理多路電源或負載
充電時使來自USB的功率和效率最高
發(fā)熱最少
快速充電時充電電流高
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)對上述的設(shè)計挑戰(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管理方面卻存在著巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)上，設(shè)計師試圖利用分離的方案，即利用一些場效應(yīng)管、比較器以及一些分離元器件來實現(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題，從而引起系統(tǒng)的可靠性問題。不久前，分離的IC解決方案甚至還要求使用幾個芯片來實現(xiàn)。而如今，只需要一個集成電源管理器就能夠簡單又容易地解決這些問題。

    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)，或者說即便是電池根本就不在，即所謂的“即時接通(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USB接口或一個墻體電源適配器來為單一單元鋰電池充電。為了在充電電源線尚未斷開的時候確保充滿電的電池保持不用，IC直接通過USB線為負載供電，而不從電池吸取功率。一旦電源去掉后，來自電池的電流便通過內(nèi)部的低損耗理想二級管送到負載，從而將電壓降和功耗降到最小。

    理想二級管的正向電壓降遠小于傳統(tǒng)的或肖特基二級管的正向電壓降，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，從而延長了電池壽命。