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新一代高效率移动电源规划

随着智能移动设备性能的不断提升,电池越来越不堪重负,移动电源产品随之发展壮大,此外,用户需求的提升也要求产品朝着灵活设计的方向发展。目前市场上的锂电池充电管理IC大多为1A线性充电,其缺点表现为:1A

跟着智能移动设备功用的不断提高,电池越来越不堪重负,移动电源产品随之开展壮大,此外,用户需求的提高也要求产品朝着灵敏规划的方向开展。现在商场上的锂电池充电办理IC 大多为1A线性充电,其缺陷体现为:1A的线性充电温度很高、片上热阻损耗严峻,导致线性电池充电办理IC的电流很难做到2A,即便经过外扩MOS做到 2A,温度也比较高,而且转化功率在70%左右,因而,开关充电就显得十分必要。现在商场上对锂电池充电办理IC的需求主要是:2A~3A大电流集成MOS、开关式功率抵达90%以上,以及低温充电办理IC。别的,多功用的集成芯片越来越受欢迎,包含开关充电办理、电池电量检测显现、同步升压输出限流等功用集成于单一芯片之上成为当今的开展趋势。

  集成多功用,低本钱更牢靠

  “三合一”、“五合一”芯片遭到商场欢迎。ZS6366便是一款运用于移动电源,集成了开关锂电池充电办理、同步升压输出限流、电池电量检测显现、LED手电筒及按键操控为一体的便携式电源办理IC。它以开关方法进行充电,集成了包含涓流充电、恒流充电和恒压充电全过程的充电方法,浮充电压精度在全温度规模可达±1%,而且具有充电电流温度低,充电功率高级长处,合作恰当的外围器材能够抵达2A乃至更高的充电电流。

  在充电状况下,假如输出USB一起接了负载,ZS6366的动态途径调整功用会智能分配输入电流优先供应给负载,假如负载电流增大,则会主动封闭充电,待负载充电电流逐步减小到必定值时再翻开电池充电,有用地约束了输入电流,避免损坏供电的适配器或许USB。一起也能够经过按键切换充电或放电。

  ZS6366的DC-DC升压可抵达±1%的精度,能够供应高达90%以上的升压转化功率,一起具有准确的升压限流功用。ZS6366 装备了4个LED恒流驱动端口,智能显现电池电量,芯片内置逻辑确定功用,避免电量指示的状况不稳,一起集成了电池实在电压追寻技能,盯梢电芯内部实在电量,避免充放电形成的电压误差。别的,ZS6366具有多重维护规划,包含负载过流维护、短路维护、软发动维护等,一起芯片端口规划了高功用的ESD维护电路,使得该款芯片具有极高的牢靠性。电池放电在2.9V时关断,有用维护和延伸电池充放次数和寿数。 依据ZS6366的运用实例

  ZS6366选用同步降压方法来对锂电池进行充电,此做法的优点是能够将转化功率提高至90%以上,而且能很好地躲避线性办理IC的温度高、电流无法做大的问题。而在充电功用、升压功用及维护功用上都做了十分好的优化,在做到快速充电的一起,提高了牢靠性,降低了本钱。图1为依据ZS6366的典型运用计划的体系框图,图2为充电过程中的状况转化暗示,图3是一个典型运用的电路图。

  图1:ZS6366芯片体系框图

  图2:状况转化图

1 开关充电

  在充电过程中,ZS6366用开关方法对电池进行涓流/恒流/恒压三段式充电。当电池电压低于3V时进行涓流充电;当电池电压高于3V时进行恒流充电;当电池电压挨近4.2V时进行恒压充电,此刻充电电流开端逐步减小,当电流减小到恒流充电电流的1/10时,4个LED灯悉数常亮,指示电池现已饱满。这时,芯片可挑选电流进一步减小到零,保持浮充电压;或许中止充电,等候电池电压降低到必定电压(VRECHG)时进行复充(Recharge)。

  充电时,对电池充电的电流巨细由芯片的SNS引脚和BAT引脚之间的采样电阻RS来设定。恒流充电电流ICharge由下式决议:

  涓流充电电流为ICharge的1/8,充溢判别电流为ICharge的1/10

  电流的瞬时增大会对电池形成损伤,当电池直接进入恒流充电时,ZS6366会操控充电电流逐步增大到设定值,避免了瞬间大电流冲击引起的各种问题。

  别的,ZS6366具有动态途径调整功用,确保了USB端负载的优先供电。假如充电过程中,输出USB一起带有负载,ZS6366会操控体系给电池充电一起供电给负载;假如VCCS》3.7mV,ZS6366会操控体系优先供电给负载,一起逐步减小充电电流直到不充电,让悉数输入电流供应负载,一起抵达了输入限流的效果,假如VCCS《3.2mV,芯片会操控康复充电。

  2. 同步升压

  此计划具有同步升压功用,可将单节锂电池2.9V ~4.2V之间的电压升压到5V输出,给负载供电。电池电压低于2.9V时,芯片体系将判别为电池电量缺乏,中止升压。当VIN电压低于3.3V时,体系将判别为电源适配器掉电,并发动升压电路。

  升压时,ZS6366经过CS和CSN检测负载电流,假如负载电流逐步添加,抵达限流值时输出电压会下降,直到不升压(同步整流PMOS常开)。限流值的核算:

  一起要满意:

  直观地讲,充电电流和升压电流是相关的,假如充电电流设定为1A,在电池电压最低的情况下升压,升压时最多能输出1A左右的电流。假如想增大升压输出电流,则充电电流也要相应添加。

  别的,ZS6366还具有放电过流维护和短路维护功用,负载电流超越限流电流持续增大,直至CS与CSN两头的压差超越60mV,且保持时刻超越1s,则体系发动负载过流维护功用,芯片封闭USB的输出通路,进入待机状况。 3 维护

  此计划具有多种维护功用,可保证器材的正常作业。维护功用包含:充电USB短路维护、升压USB短路维护、二级短路维护和USB过压维护等功用。

  充电USB短路维护:当充电时USB产生短路,芯片会封闭USB输出,平息电量指示灯,一起持续为电池充电;短路免除后,短按按键能够免除短路维护状况,USB输出翻开,电量指示灯亮起,16s后康复充电。

  升压USB短路维护:当电池升压时,USB产生短路,芯片会封闭升压,进入待机状况;短按按键能够免除短路维护状况。

  二级短路维护:在某些极限状况下产生USB短路,芯片检测不到短路状况,但依然能够封闭USB输出,短路免除后会主动康复本来状况,维护器材不被损坏,电池端也不会呈现大电流,维护%&&&&&%不会维护。

  USB过压维护:输入电压过高,超越6V时,芯片会操控封闭USB输出,避免接在USB的便携设备由于过压而损坏,指示灯闪耀,提示输入电压反常,充电依然正常进行。输入电压正常后状况免除。

  4. 体系其他操控功用

  当一个灯以4Hz频率开端闪耀时,表明体系内部电池电量缺乏(即电池电压现已低于2.9V),需求充电,这时升压体系现已封闭,LED灯闪耀4s后,体系进入待机状况。

  在无电源的情况下,短按按键,发动5V升压体系给负载供电,一起LED灯显现当时电量,保持时刻约为8秒钟,之后LED灯主动封闭,假如在8秒钟内灯没有平息的时分再一次短按手动开关,则灯展立刻封闭。

  图3:典型运用电路图。

  规划的注意事项

  在规划过程中,电阻、%&&&&&%、电感等元器材的挑选关于体系的正常作业起着十分重要的效果。比方电阻,RS和RCS的精度影响采样电流的精度,因而引荐运用1%精度的电阻;关于封装,请依据电阻实践的功率核算,也能够用两个并联的方式涣散热量。例如:RS在升压时流过电流最大为2A,则它最大功耗是2A×2A×0.04Ω=0.16W

  RFB1和RFB2的精度影响输出电压的精度,因而引荐运用1%精度的电阻,如担心虚焊的问题也可考虑RFB1采样两个电阻并联。

  总结

  ZS6366运用了比较新颖的拓扑结构,升压和降压用同一个电感,不光充电能够做到同步,还支撑同步升压给手机充电,所以在1A~2A输入充电时功率和温度体现都很好,一起还集成了运算放大器,可完成精准电量指示,并供应过充过放、过压、过流、短路、限流维护等功用。

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