直接电池充电器介绍

[前奏播放] 让我介绍一个全新的 快速充电架构， 它可以提供非常 小的尺寸和非常 高的效率， 它就是直接 充电解决方案。 与开关式 充电器相比， 直接充电器由双向 阻断开关组成， 这些开关在正常 工作期间充当 短路电阻器。 该充电解决方案 依靠适配器 来进行稳压， 因此需要一个 高精度的可调 电压适配器以及 适配器与电池 供电设备之间的 通信方案。 在这种方法中， 所有的调节 都是由主处理器 执行的，主处理器 会时时监控 电池的电压和电流， 并相应地 控制适配器。 移动设备 内部的损耗 可以大大减少， 从而使效率高于 95%，并使其产生 非常高的充电电流。 开发带有 通信接口的 可调适配器 增加了复杂性， 这确实会增加 整体解决方案成本。 让我们通过一个 典型应用来看看它的 各个部分是如何 共同工作的。 在使用 BQ25870 的典型 直接充电器应用中， 两个开关 被打开，作为 输入和电池之间的 短路电阻器。 这需要一个经过严格 稳压的可控输入， 它要能随着电池 电压的变化而改变。 在快速充电期间， 主充电器关闭， 直接充电器 为电池和系统 提供电流。 此解决方案的 PCV 大小 取决于传感 电阻器和 IC， 会同时影响 主充电器和 直接充电器的面积。 您可以观察到， 直接充电器的 面积可以与 主充电器相当。 这种拓扑的 主要缺点是 充电电流 实际上等于 输入电流。 这就要求在充电 电流较大的情况下 使用低电阻电缆。 如前一张 幻灯片中所述， 当将非常 大的电流 推送经过输入电缆时， 直接充电器会有一个 限制。 例如，考虑一下 一个需要 6 安充电 电流的应用。 根据 USB PD 标准， 最大电缆电流为 5 安培。 这就需要一种带有 电子标记的特殊电缆， 这种电缆的成本更高。 此外，电路中的 其他元件 也需要较大的 额定电流， 因此这是一个 高成本的解决方案。 第二代直接充电器， 即 BQ2597X 系列， 提供了一种创新的解决方案， 可在将电缆电流降低 一半的同时，仍保持 极高的效率和 高充电电流。 第二代直接充电器， 即 BQ25970， 采用了一个二对一的 超高效开关电容器电路， 可在输出端 提供两倍于输入 电流的电流。 与直接闪充 充电器类似， 该器件在快速 充电阶段打开， 且需要经过严格 稳压的输入。 左边所示的 小 PCB 尺寸 取决于 IC 和开关 电容器架构中使用的 电容器。 此解决方案与 主充电器协同工作， 以尽可能快地 为电池安全充电， 并且可以实现当今 移动解决方案中 最高的充电电流。 稳压发生在 适配器中， 电池电流是 输入电流的两倍。 总之，直接 充电器必须 由具有严格稳压能力的 特殊适配器供电， 如 USB-PD PPS 适配器或 其他可实现所需 精度的专有 协议适配器。 在为单节 电池充电时， 这些器件可实现高达 8 安的最高充电电流， 并将效率保持在 97% 以上。 因此，它们能提供 最佳热性能的原因 也就显而易见了。