先进的锂离子电池系统充电管理和保护

，最小电压为 4.75V，而最大电压为 5.25V。这些电源可能是符合 USB 规范的电脑 USB 端口或 USB 集线器。但是，它们也可以从一个调节过的 AC/DC 墙上适配器获得电源，其"模仿"USB 端口的电源行为。这里的正常使用环境是指 5V 额定电压。但是，新兴的中国通用标准充电适配器规范打算简化 USB 端口和适配器供电终端设备的电源使用，其要求在高达 6V 的 VBUS 电源瞬态期间也要不间断充电，而该电压超出了模拟基带的额定电压，并且会导致损坏。就这类应用而言，建议使用 5.85V 的输入 OVP 电平，超出该电平保护电路便会切断系统的电源。如果在该输入 OVP 阈值以下，输出就会被调节到安全的 5.5V。这就是说，达到 OVP 电平的运行是理想的，并被视作可接受的瞬态环境。OVP 电平以上的瞬态环境被视作异常，需要对系统进行隔离。假设系统工作在保护模式下。一流的集成保护电路可以承受高达 30V 的过压，并能从这种状态下恢复正常。超出这一电平时，可增加如齐纳二级管等附加电路来对 30V 电平以上的 OVP IC 进行保护。

　　在未稳压、低成本 AC/DC 墙上适配器的应用情况中，负载条件下额定适配器电压可能规定为 5V。但是，由于这些低成本适配器的固有特性，无负载条件下在首次接入期间可能会出现高达 10V 的开路电压，其会立刻毁坏低压芯片组。在这种情况下，便会用到 10.5V OVP 阈值的保护电路，保护电路输出稳压到安全的 5.5V。根据不同的输入电源，需要选择具有合适 OVP 电平的正确解决方案。

　　图 2 显示了这类线性稳压模式过压保护解决方案的电压保护情况。

　　图 2 显示了这类线性稳压模式过压保护解决方案的电压保护情况。

　　0V 到欠压锁定 （UVLO） 电平（IC 工作电平）的输入电压情况下，保护电路的输出保持在 0V。尽管输入电压低于调节电压 VO（REG） ，但是 VUVLO 以上时输出电压会跟踪输入电压低于保护电路的保护 FET 的 RDS，on 带来的压降。输入电压在 VO（REG） 和 VOVP 之间时（也即容许瞬态条件阈值），输出被稳压到 5.5V。如果输入电压上升至 VOVP 以上，则保护 FET Q1 被关闭，从而去除输出电源。其响应必须迅速，FET 须在一微秒以内关闭。这种状态通过一个 FAULT 信号发送至主机系统。当输入电压返回到 VOVP 减去滞后电压 Vhys（OVP） 以下但仍然在 VUVLO 以上时，保护 FET 在一个 tON（OVP） 抗尖峰脉冲时间后再次开启，以保证输入电源已稳定。

　　解决方案的过电流保护 （OCP） 阈值可以通过一个电阻器来实现可编程，以达到易用性。如果负载电流要超出 IOCP 阈值，则器件在 tBLANK（OCP） 消隐期间对电流进行限制。如果负载电流在 tBLANK（OCP） 时间结束以前返回至 IOCP 以下，则该解决方案继续工作。但是，如果过电流状态持续处在 tBLANK（OCP） ，则 Q1 关闭一个 tREC（OCP） 的恢复时间段，同时发送一个故障信号。FET 在恢复时间以后再次开启，并且电流再次受到全程监控。一旦 OCP 故障出现，内部计算器便递增。如果一个充电周期内出现几个 OCP 故障，则 FET 就会被永久关闭。通过取下并重新接通输入电源或重启器件，可以清零计算器。为了防止输入电压出现输入线缆电感引起的尖峰上升，可以慢慢关闭 Q1，以实现一次"软停机"。

　　也可以实施一种更严格的电池过压保护，其对每个电池过压事件均发送故障信号。

　　情况 B：综合保护和充电功能

　　在一个单独 IC 中考虑充电器功能的情况下，应该实施类似的过压保护和电流限制功能，以保护系统免受 DC 电源线上过压峰值的损害，同时允许使用低成本、未稳压的墙上电源。充电 IC 还必须进行不超出子系统诸多限制的正确的输出电压稳压。另外，充电器解决方案现在需要对许多功能进行管理，例如：USB 电流限制和电源路径管理等，以保证符合标准和不违反所有工作条件的系统启动。图 3 显示了一个具有集成 OVP 和输入电流限制的 USB 标准充电实施。

当今的一些先进解决方案，能够在同时、独立地为电池充电期间也为系统供电。这就减少了电池的充放电周期数，实现了正确的充电终止，并使系统能够运行在缺陷或无电池组的情况下，例如：生产测试环境等。它甚至还允许在电池完全放电的情况下即时开启系统。输入电流监控和限制是达到 USB 标准的关键。在许多应用情况中，对电池充电和运行系统的输入电源可以是一个 AC/DC 适配器，也可以是一个 USB 端口。动态电源路径管理 （DPPM） 在系统和电池充电之间共享电源电流，并在系统负载上升时自动减少充电电流。当通过 USB 端口充电时，如果输入电压降至防止 USB 端