探讨功率路径实现方案的折衷权衡

充电的电池。

　　在系统负载接通之前，充电器是关断的。当负载接通时，功率首先来自于电池，而电池充电器几乎立即启动，并进入CC模式。这是因为锂离子电池一般都有一个150m??的输出阻抗，这个阻抗几乎立刻使 VBAT 《 VOREG - VRCH。 类似于情况 C，充电器试图以 575mA 的电流为电池充电 （实际上会稍高于 575mA，因为这种情况中电池电压比情况 C 的低，且倍增因子略高。不过，由于这是演示实验，所以可以忽略不考虑）。充电器试图充电，但由于系统负载为2000mA，575mA 的电流流向负载，剩余1425mA的系统负载电流由电池提供。

　　这相当于功率控制；对于充电器来说，系统的优先级高于电池。在系统负载关断时，全部的575mA 电流流向电池，直到电池进入 CV 模式，这时，充电电流开始减小。同样的，图3所示电路具有一个优点，即在系统和负载之间无功耗组件。

　　实例2：700mAh 电池 （电池的1C最大充电电流能力 为700mA），输入电源为5V /900mA 的AC/DC 适配器，或 5V/900mA的USB 3.0

　　情况A） 在 3.6V和系统负载400mA接通的情况下，部分充电的电池。

　　在系统负载接通之前，充电器会处于 CC 模式。由于电池电压为3.6V，故有5V/3.6V•900mA• 91%=1138mA的电流可用于电池充电。然而，电池存在700mA的最大1C充电电流的限制，因此充电器设置为700mA充电。相比实例1，实例2的 独特之处在于：在1C放电速度的条件下，输入电源能够提供的功率比电池能够接受的更大。当系统负载接通时，400mA转向系统，只剩下300mA为电池充 电。

　　有些设计人员可能感到这一点并不合意，因为输入电源没有充分被利用，达到电池和系统负载能够接受的总和的程度。一种解决方案是把系统负载与 CSIN 连接，如图5所示。

　　图5. 系统负载与CSIN相连接的应用电路

　　系统负载与 CSIN 相连接使得 AC/DC 适配器或 USB 电源甚至能够以比电池的1C级更高的最大功率级来提供电流。在这种配置中，在负载接通之前，电池以 700mA 的1C最大充电能力进行充电。当 400mA的系统负载接通时，整个400mA的系统负载由充电器供电，电池继续在 700mA的电流下充电。

　　这种配置的一个缺点是在电池与系统负载之间的路径上始终存在一个68m?的耗能串联组件。这类似于图1所示的功率路径实现方案中的情况，不过，FAN5400中的68m?大大低于某些带功率路径的产品中的180m?。

　　情况B） 在 3.6V和系统负载 2000mA接通的情况下，部分充电的电池。

　　在系统负载接通之前，充电器会处于 CC 模式，并以700mA的电流为电池充电，与情况 A 类似。当系统负载接通时，如果使用图3中的配置，由充电器为系统负载提供700mA的电流，其余1300mA 由电池提供。

　　如果使用图5中的配置，由充电器为系统负载提供 1138mA 的电流，而其余 862mA 由电池提供。

　　这两种配置都相当于功率控制；但在图5的配置中，所有输入功率都被使用。这里需要权衡的是电池和系统负载之间的68m?串联组件。在两种配置中，一旦系统负载关断，700mA都流向电池。

　　情况C） 在 4.2V和系统负载 400mA 接通的情况下，完全充电的电池。

　　在系统负载接通之前，充电器是关断的。当负载接通时，系统功率首先来自于电池。只要VBAT 《 VOREG - VRCH，充电器就会启动，VRCH 是 再充电阈值，为120mV。由于输入电源为5V 900mA，充电器能提供的最大可用电流为 5V/4V•900mA•92%=1035mA （这里假设电池电压降至为4V）。充电器启动时，充电器试图以 700mA的充电电流为电池充电。不过，由于系统负载仍然存在，故若采用图3中的配置，实际上只剩下300mA为电池充电。

　　如果采用图5中的配置，当负载接通时，635mA的电流流向电池，由充电器为系统负载提供400mA的电流。而充电器输出电流共为1035mA，故这是很 好理解的。一旦系统负载关断，全部700mA电流流向电池直到电池进入CV模式；这时，充电电流减小。需要权衡的是电池和系统负载之间的68m?串联组 件。

　　情况D） 在 4.2V和系统负载 2000mA接通的情况下，完全充电的电池。

　　在系统负载接通之前，充电器是关断的。当负载接通时，若采用图3的配置，功率首先来自于电池，而电池充电器几乎立即启动，并进入CC模式。这是因为锂离子电池一般都有一个150m的输出阻抗，该阻抗几乎立刻使 VBAT 《 VOREG - VRCH。就如情况C一样，充电器试图以700mA的电流为电池充电。但由于系统负载为2000mA，因此 700mA的电流从充电器流向负载，剩余1300mA的系统负载电流由电池提供。

如果采用图5的配置，当负载接通时，1035mA的电流从充电器流向负载，