TI独特的ICO算法助力新一代可支持USB Type－C和USB 电力输送的电池充电控制器
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现今的电子产品拥有种类繁多的接口，这种碎片化的现状，给人们的生活带来诸多不便。为此，业界达成共识，如果把不同的外设，不同的终端，如手机、笔记本、充电宝、充电器，包括无人机等，此类接口标准统一化，不但可以提高效率，同时在推动绿色环保方面也将做出很大的贡献。USB Type-C大家并不陌生，它支持正反插、在传输速度和性能上都得到很大的提升，为不同的运算和个人电子便携产品带来电力传输工具，且支持数据和视频传输。顺理成章，USB Type-C的出现有望担当起此重要角色。 德州仪器(TI)在USB领域已经深耕20多年，提供着目前业界最广泛的USB应用组合，其中包括集线器控制器、转接驱动器、开关、实体层(PHY) 产品、针对USB 2.0，3.0 和 3.1 的桥接和充电控制器。正在引领USB创新的TI公司近期全新推出单芯片升降压1~4 节电池充电控制器bq25703A和bq25700A，全面支持USB Type-C™ 和USB PD，将其应用于超级本和笔记本电脑、手持终端设备、移动电源、工业和医疗设备、便携设备等等。 TI电池管理产品中国市场和应用部门经理文司华博士表示:” bq25703A是TI第一次发布的跨界产品。可利用USB Type-Cтм或USB PD 实现不同界面、不同串数电源之间的转换，这款创新产品的发布对TI来讲意义重大。” 图1 TI 电池管理产品中国市场和应用部门经理文司华博士 bq25703A和bq25700A四大优势 此次TI推出的充电控制器分别为bq25703A和bq25700A，据文博士讲，一方面这两款产品具有业界最高效率，另一方面能够最大化提升输入功率。唯一的差别是，前者为I2C的通讯方式，被大量的消费类产品所应用;后者为SMBus通讯方式，广泛应用在笔电行业中，其四大优势文博士也做了进一步解释： 一、灵活的输入源 可支持广泛的输入电源，包括各式充电适配器、USB PD电源等，目前市场通用适配器可调电压范围在5-12V或20V电压内。而bq25703A/700A可提供3.5V-24V宽泛的输入电压范围。此外，还允许设计人员使用多个端口，例如USB2.0/3.0，或Type-C。 二、宽泛的USB OTG(On-the-Go)输出兼容性 OTG又称输出兼容性，是个反向的过程。 OTG的模式能够通过手机或笔记本电池把电压输出到外接U盘充电，TI的这款控制器能够支持5V到20V的输入就绪设备。支持非常强有力的电路，最大输出能力超过100W。 三、不同模式之间的无缝转换 高效率、可在不同模式之间做无缝转换，是此两款芯片最大的优点。文博士介绍，TI实测，在2-3A，3串应用情况下，此充电控制器可以做到97%以上的转换效率，相比业界最高水平高出4%，确保在1-4串间升、降压的输出转换，热损耗可降低50%到60%。 四、紧凑型的配置 此控制器简化了外部电源设计。传统的方案有降、升压两个电感，而bq25703A/700A只需一个电感，封装自然变小。另外在软件、在产品智能型的检测功能上，都能够带来更加紧凑的适配器设计。 图2 bq25703A和bq25700A的优势及应用 什么是输入电流优化(ICO) TI的这款充电控制器运用了全新的高级电池算法ICO，可通过最大功率点跟踪技术使电池充电智能化，实现全功率输出。此独特算法可自动检测输入功率的最大容量以优化电流，同时保持系统和充电电流的一致性，以确保利用最大输入功率。 文博士以一个应用在无人机上的升降压充电器为例，大家都知道无人机对电力要求相当苛刻，一般情况，无人机的飞行时间约在30分钟左右，外加其它负载，比如摄像头或专业相机等，飞行5分钟就需要更换电池。为此，用户会准备多块电池以备用。但通常定制的适配器只能为固定电池串数的电池包充电。而Type-C接口的适配器，可为不同串数的电池充电，25703A/700A正是如此。其次在性能效率和功耗上，25703A/700A都有优秀的表现，内置的ICO功能可提升充电效率，还可以检测各种适配器的电流能力，确保设备正常运行。在-40℃到85℃的极宽温度范围下25703A/700A的充电电压精度在预设值的±0.6%，极大提升了充电性能以及提供安全保证。 下图可以清楚的了解到ICO的工作原理：绿线为TI的VBus，接入电池后开始充电，此时ICO模式作为较小的电流监测。当电流逐渐上调后，VBus电压下掉，同时保持在此模式下。这时，VEDPM模式启动，但此时的适配器事实上已经过载，由于VEDPM功能的保护，适配器在发烫的情况下仍在工作。通过ICO的监测和优化后，适配器脱离过载状态，可实现安全运行。 图3 ICO原理展示 多年来，TI之所以能为户提供高效、持久、安全的电池应用，离不开技术专家的贡献，笔者还了解到，TI这家公司约有二百多位电池专家，其中不乏电池算法或化学方面的顶尖专家，能够应对任何电池设计挑战。 其次TI拥有先进的电池算法、创新的充电技术，支持任何电池供电要求，使用户实现更加便捷快速的充电体验。在延长电池续航时间的同时,还提高了电池的安全性。 另外，在设计工具上，TI力求通过各种设计套件，参考设计，包括软件的支持，来帮助客户化繁为简，并缩短上市时间。 |
