Tom Hack

到目前為止，便攜式設(shè)備或具有備用電池的系統(tǒng)中的電源管理需要混合使用主要組件來實(shí)現(xiàn)電池充電和系統(tǒng)電源電壓生成的基本功能。典型的解決方案需要至少一個充電器 IC 為電池充電，另一個 IC 從不斷變化的電池電壓 PowerPath 提供穩(wěn)定的系統(tǒng)總線電壓?控制和低壓差穩(wěn)壓器（圖 1）。

圖1.傳統(tǒng)的便攜式電源系統(tǒng)。

在這些不斷縮小的便攜式產(chǎn)品中，空間非常寶貴，因此也必須縮小電源電路。LTC1980 通過將這些功能模塊組合到單個 IC 中來解決空間問題。結(jié)果是大大降低了便攜式電源系統(tǒng)的復(fù)雜性（圖 2）。

圖2.基于 LTC1980 的便攜式電源系統(tǒng)。

LTC1980 如何減小尺寸和成本

LTC1980 通過一種獨(dú)特的雙向脈寬調(diào)制器設(shè)計來管理電池充電和穩(wěn)壓系統(tǒng)總線電壓的產(chǎn)生（圖 3）。

圖3.LTC1980 雙向電源轉(zhuǎn)換。

當(dāng)存在墻上適配器時，電源直接傳遞到系統(tǒng)負(fù)載 DC/DC 轉(zhuǎn)換器以及由 M1、M2、T1 和 LTC1980 組成的脈寬調(diào)制電池充電器。如果存在墻上適配器，電源就會流入電池。卸下墻上適配器后，電源以相反的方向流出電池，并通過由相同電源組件形成的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行調(diào)節(jié)。通過這種方式，單個雙向電源取代了兩個傳統(tǒng)的脈寬調(diào)制電源，從而節(jié)省了大量零件。無需額外的電源布線/管理，進(jìn)一步減少了附加電路產(chǎn)生的器件數(shù)量和功率損耗。

4.1V/1A 鋰離子電池充電器和 3.3V 直流/直流轉(zhuǎn)換器

圖 4 顯示了 4.1V/1A 鋰離子電池充電器和 3.3V DC/DC 轉(zhuǎn)換器。LTC1980 包括一個完整的 PWM 穩(wěn)壓控制器、PowerPath 管理功能和充電終止 （包括預(yù)修整的 4.1V、4.2V、8.2V 和 8.4V 浮動電壓、欠壓和過壓保護(hù)、涓流充電電池調(diào)節(jié)和充電終止定時）。其他電池化學(xué)成分可通過外部編程。

圖4.4.1V/4.2V 可選 1A 鋰離子電池充電器和 3.3V DC/DC 轉(zhuǎn)換器。

此設(shè)計與穩(wěn)壓和非穩(wěn)壓墻上適配器兼容（最小輸出電壓 4.1V）。對于更高電壓的墻上適配器，調(diào)整 R15 以增加墻上適配器檢測閾值。D1 是可選的，可防止意外的墻上適配器連接器短路，這在某些使用裸露連接的充電座的產(chǎn)品中存在此問題。

高效率使產(chǎn)品冷卻運(yùn)行，并延長兩次充電之間的運(yùn)行時間

不包括可選的低壓差穩(wěn)壓器，峰值 DC/DC 轉(zhuǎn)換器效率超過 88%（見圖 5）。此外，LTC1980 還采用了脈寬調(diào)制充電。與線性充電器相比，功耗更低，工作溫度更低。

圖5.穩(wěn)壓器效率與負(fù)載電流的關(guān)系。

結(jié)論

LTC1980 通過將一個 DC/DC 轉(zhuǎn)換器和電池充電器電路集成到單個 IC 中，有助于減小便攜式產(chǎn)品的尺寸、復(fù)雜性并降低其成本。它還具有高效率，可延長電池運(yùn)行時間并降低電池充電期間的功耗

審核編輯：郭婷