三电平降压开关模式充电器介绍

[音乐播放] 现在，我将隆重介绍 TI 推出的一项 用于进一步提高 降压解决方案效率的 创新成果 — 三级降压充电器。 BQ25910 是业界 首创的三级 充电器。 为介绍这款 充电器，我们 首先说明一下 它的拓扑 以及它与降压转换器 有哪些区别。 我们可以在左侧 看到，这种拓扑 在以前的降压转换器 架构的基础上增加了 两个开关和一个飞跨电容器。 这样，器件就可以 提供三个级别的 开关节点—— 零、Vin/2 或 Vin。 当决定要应用的 级别时， 需要以输入 输出比为依据。 这样做的好处是 可以将开关节点 的电压降低到一半，并将 开关频率提高一倍。 由此可以减小 用于确定电感器 尺寸的电感器 电流波纹。 正如我们在上一张 幻灯片中看到的， 降压转换器电感器 会占用很大一部分空间， 因此减小所需的电感 可以节省空间 并降低 DCR 造成的 功率损耗， 从而提高 这种解决方案的 功率密度。 此图分别以绿色和 蓝色显示了 TI 降压 开关模式电池充电器 的两种实施方法， 并以红色显示了 三级降压充电器 的性能。 很明显，这种降压 架构可以扩展， 但三级架构提供了 一个效率阶跃函数， 可实现最高 95% 的效率。 在右侧， 可以看到一幅 热感图像，我们在 物理尺寸 和温度范围方面进行了缩放。 BQ25910 的工作温度 降低了八度， 占用的空间也仅为 上一代充电器的 一半。 这款三级充电器的 充电电流容量 更高、尺寸更小， 因此 最适合需要 高充电电流和 极高效率的基础 约束智能手机。 BQ25910 是一款 配套充电器， 可以与任何类型的 主流充电器并行使用， 以便为电池提供 更高的充电电流 并降低损耗。 在下一张幻灯片上， 我们会详细介绍 配套充电器。 从 PCB 布局图中 可以清楚地看出， 三级转换器 可以显著减小 电感器的 尺寸。 这两个器件配合使用， 可提供更高的 充电电流并维持 系统负载，同时 实现更高的整体 效率并减小电路的 尺寸。 这样不但让两个 IC 分摊了功率损耗， 还降低了总损耗。 对于以前的降压 充电器应用而言， 可以通过降低 成本和减小占用空间 提高此器件的效率。 总而言之，三级 降压开关模式充电器 可以由专用的 交流/直流适配器、 标准的 5V USB 电源、USB-PD 电源 甚至无线电源供电。 它能够以非常高的 效率对一节电池 充电。 总体解决方案尺寸 大约为 56 平方毫米， 在进行高电流 充电时可实现出色的 热性能。