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开关模式充电IC的功能、应用与实例
只要你拥有智能手机,就一定会有这样的想法:便携设备的电池使用时间应该更长,而充电时间应该更短。要满足你的这些愿望,电池的容量就要更大,充电电流就要更高,甚至可能高到你过去想象不到的程度。而要做到这些,你知道里面需要加入多少黑科技吗?又有哪些限制需要被突破呢?
实际上,增大电池容量是比较简单的事情,但要加快充电速度,那就只有把充电电流加大,这就出现了两条路线:用高压把不算太大的电流送入手机,再把高压转换为低压为电池充电,让它实现电流放大的效果;或是直接把低压大电流直接送入手机,中间不经转换。这两条路线都会有不同的挑战,需要我们采取不同的措施去面对。
本期电子报的主题是关于开关模式充电IC的,我们将通过这一主题让你了解开关模式充电IC是如何把高压输入转换为低压大电流输出并将众多的智能控制机制结合在一起完成其任务的,知道它是如何实现安全的充电过程的。而适当的产品也将被介绍给你,让你能对实际的应用有一个清晰的了解。
一个典型的锂离子电池充电过程总是包含了恒流(CC)充电和恒压(CV)充电两个阶段,绝大部分的能量都是在恒流充电期间进行传输的,因而较高的恒定充电电流才是缩短充电时间的关键。标准的锂离子电池一般可用0.5C~1C的速度进行充电,某些锂离子电池可以用更高的速度进行充电,这与电池的结构、内阻以及温度等因素有关。 Read More
实现快充将要面临的挑战:
  • 大多数的设备通过USB端口为其供电,而该端口有最大电流供应能力的限制。
  • 充电路径上存在各种阻抗,大电流充电可导致电池电压检测误差。
  • 最高电池温度限制会反过来限制充电电流的提升。
  • 充电过程中的系统消耗会降低可以用来充电的能量。
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面对挑战,开关模式充电IC需要解决电源的适配性问题,并将充电过程进行优化:
  • 智能化的USB端口检测:可以知道容许的最大输入电流是多少。
  • 平均输入电流调整:可根据电源能力自动调整充电电流。
  • 最低输入电压调整:可避免造成电源过载。
  • IR压降补偿功能:可避免电压检测误差带来的影响,扩展恒流充电模式占用时间,从而带来总时长缩短的效果,点击此处查看补偿的有无对充电过程的影响。
  • 电池温度检测功能:可以随时了解电池温度,实现不同温度条件下的充电电流和电压的精确调控。
  • 自动电源路径管理功能:可自动为系统选择供电来源、平衡功率分配问题,点击此处查看Buck架构充电过程中的各种路径管理方法。
  • USB OTG Boost控制功能:将充电电源输入端转换为5V电源输出端,可编程的OTG电流限制容许为OTG输出设定最大输出能力。
  • 使用更高的输入电压如 9V/12V进行充电 可降低输入电流,容许传送更高的功率,点击此处了解这是如何实现的。
开关模式充电IC实例:
RT9458是最基本的开关模式充电IC,主要用于替代线性充电IC以获得缩短充电时间、提高效率的效果,适合于容量高达1800mAh的锂离子电池。
RT9460是更高级一点的开关模式充电IC,可以工作在更宽的输入电压范围内,具备USB端口类型检测、电源路径管理、温度检测等功能,适合容量为2xxxmAh的锂离子电池。
RT9466是非常强大的开关模式充电IC,功能众多,性能优良,支持MTK Pump Express 1.0/2.0标准的动态输入电压控制协议,输出电流能力高达5A,适合容量高达4000mAh的大容量锂离子电池使用。
RT9468是即将上市的新产品,充电电流可达5A,支持可程控电源(PPS, Programmable Power Supply)功能,容许采用以USB-PD通讯协议为基础的开关模式充电或直通模式充电过程。
关于充电参数、OTG Boost参数和保护功能的内容,请点击此处进行阅读。 Read More
➔ 下面的内容可协助你快速开始自己的设计过程:
RT9458 RT9460 RT9466
EVB

产品规格书 RT9458 RT9460 RT9466

功能结构与应用 RT9458 RT9460 RT9466

验证支持工具 Richtek Wrenboard I2C 接口调试工具

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全文阅读应用笔记:《开关模式锂离子电池充电IC
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RT9481是集成于WQFN-24L 4x4封装内的功能强大且易于使用的单芯片移动电源方案(EZPBS™),含有I2C接口、开关模式2.7A充电电路,兼具3A输出Boost转换器、可编程USB输出负载开关、BC1.2适配器检测能力、DCP控制器和一个低压差线性稳压器。
⇒点此了解 RT9481 EVB开发板
RT9081A是集成于DFN-6L 1.2x1.2封装内的含有附加电源偏置的超低压差(140mV@500mA)500mA输出线性稳压器,可在0.8V~5.5V输入范围内工作,其偏置电源电压则介于2.4V~5.5V之间(总是高于输出电压)。其输出电容最低可达1µF,可以1.5%的精度提供0.9V~1.8V的固定电压输出和0.8V~3.6V的可调电压输出,具有超低压差和很好的高频PSRR特性,适合在拥有如3.3V/5V电压的场合从Buck转换器的输出获得更低输出电压如1.5V转1.0V/1.2V的应用。


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