USB电源解決方案

　　引言

　　为了简化从电池或 USB 电缆吸取功率的工作，凌力尔特公司提供了多款器件。这些器件可对AC适配器、USB 电缆和锂离子电池之间的功率流进行无缝管理，并维持与USB电源规範的相符性。当电池容量增加时，电池充电器必须通过稳定地提升效率来与之保持同步，以最大限度地减少热问题和充电时间。基于 USB的电池充电器必须从USB获取尽可能多的功率，而且，为了满足当今功率密集型应用严格的空间和热约束条件，这种功率吸取过程必须高效地完成。

　　LTC®3555 把一个 USB 开关电源管理器和电池充电器与叁个同步降压型稳压器和一个LDO整合在一起，以在一个小外形（4mm x 5mm）封装中提供一款完整的电源解决方案（图1）。这款恆定电流、恆定电压锂离子/聚合物电池充电器运用了Bat-Track™功能，通过产生一个自动跟踪电池电压的输入电压，以最大限度地提高电池充电器的效率（见下文）。一个I2C串行接口使繫统设计师拥有了对充电器和 DC/DC 降压型稳压器进行全面控制的能力，旨在对众多应用中不断变化的工作模式实现最大的适应性。

　　开关电源通路控制器最大限度地增加

　　繫统负载的可用功率 LTC3555在早几代USB电池充电器的基础上进行了改进，增加了一些新的功能。它采用了一种专有开关电源管理器，能够以尽可能高的效率从一个电流受限的 USB 端口吸取功率，同时保持与平均输入电流规格的相符性。它利用其 Bat-Track 功能最大限度地减少了线性充电器中的功率损失。

　　第一代 USB 应用直接在 USB 端口和电池之间实现电流受限的电池充电器，此时由电池电压来给繫统供电。这被称为电池馈电繫统。在电池馈电繫统中，可用繫统功率为IUSB • VBAT，因为VBAT是繫统负载仅有的可用电压。当电池电压很低时，几乎一半的可用功率将在线性电池充电器元件的内部作为热量而被消耗掉。

　　第二代USB充电器在USB端口和电池之间产生了一个中间电压。这种中间总线电压拓扑结构被称为PowerPath™ 繫统。在 PowerPath IC 中，于 USB 端口和中间电压之间布设了一个电流限制开关。中间电压 VOUT 负责给线性电池充电器和繫统负载供电。通过采用中间总线电压拓扑结构，使得电池与繫统负载隔离，同时可有效地执行充电操作。由于一旦电源被加至电路，中间电压即可供繫统负载之用 （这与电池的状态无关），因此 PowerPath 繫统具有一个额外的优点，就是“即时接通”。在 PowerPath 繫统中，可以把 USB 端口所提供的 2.5W 可用功率中的更多功率输送至繫统负载，只要不超过输入电流限值即可。虽然 PowerPath 繫统在电池馈电繫统的基础上有所改进，不过，如果电池电压很低，则仍然可能有大量的功率会在线性电池充电器元件中被损失掉。