越来越智能的电池充电器芯片 - 科技前线 - 行业资讯

热管理是电池充电器设计师面临的另一大挑战。每个充电器芯片都会在充电过程中经历由于散热引起的电压下降。为了避免电池损坏或系统关断，大多数充电器都集成了某种形式的控制机制来管理热量累积。较老的充电器芯片常采用“非彼即此”的方法来解决过热或过流问题——当热量达到预设的门限时它们将简单地中断充电过程。较新的器件则采用更复杂的反馈技术连续监视裸片温度，并以正比于环境温度变化的速率动态或通过计算调整充电电流。这种内置智能允许当前的充电器芯片逐渐减少充电电流，直到达到热平衡，裸片温度停止上升。这种技术能让充电器以最大可能的电流对电池进行连续充电，同时不会导致系统关断，从而缩短电池充电时间。

MAX8804是美信集成产品公司去年7月份推出的充电器芯片，它采用了专门的热调整电路，可以在快速充电阶段或系统处于高温环境中限制裸片的温度。该充电器耐受30V的直流输入电压，只占用6平方毫米的电路板面积。另外，像TI公司提供的1A bq24060充电器可提供热过载保护功能，允许器件在环境温度很高的恶劣环境中连续运行，例如夏天的汽车或不小心连接到具有较高输入电压的其它适配器。目前大多数较新的器件一般还会增加过压保护机制。

多种电压源

有个越来越常见的要求是从不同电压源给电池充电，要点是在不使电压源过载的情况下提供这个功能。可以通过在输入条件改变时动态调整充电电流实现这一功能。

举例来说，移动用户经常没有时间去找交流电插座来给他们的设备充电，相反，他们希望通过大多数电子设备上都有的众多USB端口来给他们的电池充电，包括其它电池供电的设备，如笔记本电脑。因此，目前市场上的许多充电器芯片支持从交流和USB输入口给单节锂电池充电。此时的挑战是补偿USB端口提供的不断变化的功率电平。随着负载的变化，系统必须控制恒定的充电电流值以确保USB端口的正常操作。

一些充电器芯片利用简单的双重方法支持USB操作，该方法使用两个预设的充电电流值(通常是500mA和100mA)来支持USB端口允许的最大电流或必要时的最小电流以确保端口的完整性。通常这要求接口逻辑嵌入在充电器芯片中，以便系统微控制器能够连续读取USB端口的状态，并指示充电器从一个充电电流切换到另一个充电电流。

最近，有些充电器芯片制造商已经开发出能够自动检测USB端口的可用功率、并据此调整充电电流来最大化充电效率的芯片。另外，许多充电器芯片不需要用户干涉，就能够自动检测电源类型并调整它们的充电过程。

当凌力尔特公司的LTC4075充电器芯片检测到输入端电源时，它能自动选择合适的电源进行充电，同时不需要外接MOSFET、检测电阻或阻流二极管。

Microchip Technology公司提供的MCP73837也能提供类似自动的电源选择功能。

采用双节电池

随着便携式系统设计复杂性的提高，它们使用的子系统、显示器和处理器的数量与类型也越来越多，单节锂离子电池已经无法满足系统需要。因此，一些便携式媒体播放器、高性能SLR型数码相机和GPS导航系统都开始采用串联的两节锂离子电池供电。这些便携式产品一般要求输入在8.4V和8.8V之间进行充电。设计师以前都是使用分立器件实现这种设计，但支持这个要求的新一代充电器芯片已经开始上市。

具有代表性的例子是AT3663，这是Advanced Analogic Technologies公司(AnalogicTech)提供的1A线性电池充电器系列芯片的第一个产品，可以用来给最多两节串联的锂离子电池充电。AT3663采用该制造商的专有模块化BCD工艺技术制造。这种工艺集成了完全隔离的CMOS和高速互补双极晶体管以及30V DMOS功率器件，没有采用复杂而且昂贵的外延附生或高温扩散技术。

上述新工艺允许AAT3663支持从4V到13.2V的输入电压，因此设计师可以自由使用较低成本的非稳压适配器。

图2：AnalogicTech公司的AAT3663可以工作在4V到13.2V的宽输入电压范围，可以用来给最多两节串联的锂离子充电。该充电芯片采用专有的双极/CMOS/DMOS工艺制造。