充电系统考虑 (1)

充电器系统考虑 因此当你查看充电系统时 需要注意核实设计 因为 USB PD 和 Type C 的解决方案 首先我们必须兼容 USB PD 或 Type C 的标准 其次我们如何调节系统电压 并确保在正常运行 或电池电压不足的情况下 可能造成的瞬间下降 或者是系统崩溃 另外一个问题是 我们如何增加最大化的输入功率 快速充电在这一个阶段和应用上 是一个很大的难题 等待我们去克服 当然最重要的还是安全性 我们在这里有更多的经验 最后每次我们推广我们的产品时 大多数的客户始终提到解决方案的成本 所以我们在元件里 集成了许多灵活和强大的功能 来降低总体系统成本 USB PD 跟 Type C 接口的考虑 所以 USB PD 和 Type C 规范 以及我们的解决方案 是如何能够做到兼容的呢 一般来说 USB 端口电压规格就是这样的 传统的 USB2.0、3.0 BC1.2 仅有 5V 那 USB PD 的输出则为 5V 到 20V 我们的充电器可以处理 从 3.5V 到 24V 的输入范围 另外我们的充电器 可以配置电流极限范围 从 100mA 到 6.35A 客户可以设置任何他们想要的限制值 至于 USB PD 的规格 它要求的电流范围为 100mA 到 5A 所以我们的充电器是可以充分 而且轻松地支援这样的范围 另一个特点是 OTG 我们可以支援 Type C 型的连接器端口 产生 4.5V 到 21V 的电压输出 此功能可以 Type C 连接器 轻松地作为 DRP 双角色端口的功能播放 现在我们的元件可以支援1到4个电池 现在我们的元件可以支援1到4个电池 所以我们的元件可以支援到 每一个 cell 最大的电压为 4.8V 正如我们在前一页提到 我们具有宽电压和电流的可调范围 我们有暂存器可以来编程 需要什么样的电流和电压 并且去做调整 例如我们在寄存器 0x14 和 0x15 中 可以编程我们的充电电流和充电电压 当然这些设置决于你的电池容量 而在 0x3D 中 我们可以编程输入电压 它可以支持 USB PD 的电源 实际上对我们来说 我们是升降压充电器 我们不在乎输入电压是多少 我们只关心的是适配器的安全 如果适配器电压太低 它有可能处于过载的状况 长时间的过载 可能造成适配器过热 所以我们需要防止这种情况 那么我们有输入电流可以支援 6.3A 这个范围是足以去支援 USB PD 的规范 因为它只有 5A 因为它只有 5A 对于 OTG 我们可以支援 4.5V 到 21V 范围的输出电压 每一个改变是 64mV 这对于充电宝和闪充的技术 它是可以非常灵活地去做微调设计 我们支援 OTG 输出电流的范围 是从 50mA 到 6.35A 每一个微调是 50mA 对于 USB 的输出电流 很容易可以支援 500mA，1.5A 3A 或 5A 在这元件中内建的输入优化的功能 如果考虑你使用的 Type C 连接器 不是属于自己公司的 所以通常你也不太能够去信任它 在适配器上所标的额定功率 这些适配器可能比它所标称的 还要小或还要高 所以我们应该找到合适的方法 来找出这第三方适配器 可以提供的最大功率 并且可以用非常安全的方式 来截取它所提供的电流跟功率 我们称之为输入源电流限制优化 ICO 我们称之为输入源电流限制优化 ICO 它测试输入源的电流限制 并使用输入电流限制 就像输入源的认证一样 你如何启用此功能 你可以按照我们在这个页面 所显示的步骤 一步一步去下你的命令 这是我们的测试波形 当你遵循我们上一页所描述的方式 去启用你的 ICO 功能 你可能会看到类似的测试波形 当你启用 ICO 的时候 我们的输入电流会从 500mA 开始增加 逐步增加输入电流 直到能够达到 VINDPM 的点 因此通常 VINDPM 的设置 是一旦适配器过载，电压开始下降 这表明你已经达到 这适配器的最大额定电流 这适配器的最大额定电流 而在这种情况下 我们将会把输入电流退几个 mA 来保护适配器 图上这一个例子而言 当你顶到 VINDPM 为 4.8V 的 输入电压调节时 此时的输入电流限制为 2.4A 我们会减 200mA 所以实际检测到的电流限制会变为 2.2A 这就是 ICO 的动作 所以你如果去跟适配器的额定值比 2A 我们反而可以从该适配器获得 额外 10% 的功率余量 而且没有安全的问题跟考虑 第二点是系统及时启动 我们所建立的架构是 NVDC 这意味着系统实际上是在电池侧相连接 我们有一个功率电晶体 我们称之为 BATFET 如图中的 Q3 已将系统与电池分离 这意味着如果你已经耗尽电池 或电池电量不足 插入适配器时 系统电压不会受到电池电压的限制 而且你可以调节你所需要的系统电压 当你的电池是处于耗尽的一个状况下 我的 BATFET 将会进入 LDO mode 这就是我们及时导通的架构 那么当只有电池模式的时候 你使用的 BATFET 会直接导通 去提供你系统所需要的能量 所以你系统电压 会与你电池电压的范围是一致的 也由于系统电压不在适配器端 它可以降低你系统的成本 也由于 NVDC 拓扑结构 你可以很好的管理系统板的组件 在上一页我们提到 NVDC 拓扑结构 充电器应该可以很好地控制系统电压 这是两个 cell 的曲线 当电池电压耗尽的时候 充电器会将系统电压调节为 V system minimum 但如果你的电池电压高于 V system minimum 充电器将会进入快速充电模式 BATFET 将会完全导通 此时如果启用充电器 Vsystem 和 BAT 引脚之间的电压降 将会是充电电流乘上 你 BATFET 功率电晶体导通的阻抗 但是如果你将充电器停止 则系统上的电压 Vsystem 将会被调节高于电池电压 BAT 160mV 左右