提升移动设备充电效率，线性锂电池充电IC作用明显

已成为最流行的方式。USB的电压範围为4.75？5.25V，非常适合用于恢復单节锂离子电池或电池组的能量。目前有许多方法可用于对单节锂离子电池进行充电。表3即列出了基于USB埠设计单节锂离子电池充电器的一些基本方法。

　　首先第一种方法採用低功率USB埠来提供固定充电电流。该方法最终的电流通常低于低速USB埠的绝对最大电流（即100mA）。由于电阻容差、充电电流和电源电流的塬因，该充电电流通常低于90mA。该方法只是简单地将USB埠作为额定参数为5V、100mA的电源。为了利用高速USB埠，可使用外部金属氧化物半导体场效电晶体（MOSFET）在闸极驱动，为低电位或高电位时设置两种不同的充电电流。高速USB埠允许的绝对最大电流为500mA，但USB埠通常是以低速启动，直到完成验证为止。

　　通过可设置两种不同充电电流的整合MOSFET，可简化这种设计，并通过它可提供预设的充电电流，或以可程式电阻器设计充电电流。如图2所示，该示範提供了叁种不同的充电电流设置，并可在墙式电源适配器和USB埠之间无缝的切换。存在墙式电源适配器时，最大充电电流可很容易超过高速USB埠的500mA。

　　图2 双输入锂离子电池充电器架构图

　　当只有USB电缆时，充电电流将取决于MOSFET的闸极驱动电流为逻辑高电位还是低电位。一些设计只须要一个输入电源，但可通过介面之间的通讯来设置不同的输入类型。通常，出于与低速USB埠相同的塬因，而高速USB埠的预设USB充电电流会低于450mA。为了安全考虑及满足USB规範，正确的设计方法还应限制来自USB埠的输入电流。

　　高整合度电源轨控制添臂力　电池充电器实现无缝切换

　　随着现今行动装置功能越来越多，对于电池管理的需求也不断增长。在空间受限的应用中，高度整合的电源轨（Power Rail）控制可以大幅提升设计人员的便捷性，使每一个电源轨都具备良好的管理，以便在输入电源路径、系统负载和电池之间无缝地进行切换。

　　如图3所示，为锂离子电池充电器的典型应用电路。具有系统负载平衡和电源路径管理功能，可在不同电源轨之间切换。使用该设计一个优点是可对每个电源轨进行管理，并当输入电压不足以保持输出电压稳定时，电池将处于支援模式。有时，除恢復电池能量外，还提供诸如低电量指示或控制、电源选择之类的附加功能。

　　图3 系统负载平衡锂离子电池充电器架构图

　　电池充电器其他功能

　　随着锂离子电池日益广泛使用，安全和功能需求也不断上升。这些需求可能来自推行无危害设计指南的组织、当地的管理法规或政策、区域产品製造商偏好、电池製造商规範、设计人员的经验水準或终端用户的习惯等因素。而常见的功能包括用于每个充电阶段的计时器、输入过电压保护、通讯协定、多个稳压输出通道，以及电池认证等。

　　如图4所示，该图说明单节锂离子电池充电器的输入过电压保护功能。当输入电压超出保护阀值时，输出充电电流会终止，然后当输入电压下降到设计範围内时，输出充电电流会恢復（图5）。对于行动装置而言，从2006年12月开始，该功能已列入可携式通讯设备充电器的必要技术及测试项目。

　　图4 在输入过电压保护启动时充电电流终止

　　图5 充电电流恢復

　　另一方面，通过限制线性电池充电器的输入电压，可以防止终端用户因为错误使用墙式电源适配器，并防止产生尖峰电压。如公式4所示，假设充电电流为1A，如果输入和输出电压（电池电压）上升，则功耗也会上升。因此，当输入电压和电池电压之间的电压差上升到4V时，功耗将为4瓦。

　　PDISSIPATION=ICHARGE×（VIN–VOUT）

　　PDISSIPATION=1A（7V–3V）=4瓦

　　绿色技术永远都是热门话题，而工程师和科学家总是努力不懈地改善现有的设计，为社会提供更好的解决方案。锂离子电池可做为燃料电池、太阳能电池、水力发电和风力发电的储存、后备或支援性能源。而高度整合的线性解决方案则可以克服低功率设计中的障碍。在须要考虑智慧、效率或功耗问题时，设计人员应全面地研究其解决方案，在可用平台之间进行权衡。值得注意的是，在设计电池或任何电源系统时，安全性绝对是优先考虑因素。