随着科技的发展,各类电子产品逐渐走近我们的生活。大家对电子产品的需求也逐渐从有线电子产品演变为无线电子产品,如无线鼠标,无线键盘,无线耳机等。
无线电子产品应用越来越广,也伴随着充电的功能和性能需求越来越强。在各类小型无线电子产品中,线性充电架构以简单可靠、低噪声、小尺寸、低成本等优点,受到最多的青睐。
线性充电定义
线性充电通过线性调节器来控制充电电流,使电流直接流经调节器进入电池。这种方式的优点是电路简单、成本低且噪声小,适用于小容量电池充电应用场景。为增加大家对线性充电的认识,本文将介绍线性充电的原理、艾为线性充电的功能性介绍和线性充电的设计注意事项。
线性充电原理
图1 艾为线性充电框架图
线性充电框架图如图1,当IN端输入电压(常规为5V),通过Q1A和Q1B管降压到SYS端。当SYS端电压高于BAT端,可通过软件打开Q2A管,从SYS端给BAT端电池充电。
图2 充电曲线
线性充电优势
在很多场景中需要用到线性充电,主要因为它具有以下优势:
01 简单可靠
1. 电路结构简单,线性充电芯片通常由较少的电子元件组成,设计相对简单,降低了电路的复杂性和成本。2. 稳定性高,工作过程中没有复杂的开关动作,输出电压较为稳定,不易产生电磁干扰,对周围电子设备的影响较小。
02 低噪声
1. 运行安静,在充电过程中不会产生开关噪声,特别适用于对噪声敏感的应用场景,如音频设备、医疗设备等。2. 减少干扰,不会干扰其他电子元件的正常工作,保证整个系统的稳定性和可靠性。
03 小尺寸
占用空间小,由于电路简单,线性充电芯片可以实现小型化设计,适合集成到空间有限的电子设备中,如便携式设备、可穿戴设备等。
04 成本效益
与一些复杂的充电技术相比,线性充电芯片的成本较低,对于成本敏感的应用场景具有很大的吸引力。艾为线性充电的性能介绍
电源路径管理
图3 电源路径管理功能图示
动态电源管理
对电源VBUS的跌落保护。为了保证输入电压不会跌落到设定值(0x00寄存器bit7~bit4),在接近设定值(约200mV)时,开始降低充电电流以保证VIN电压不会继续跌落。
船运模式
进入船运模式后,切断VSYS端供电,同时关闭芯片内部分模块,令IC进入超低功耗模式。保证即使整机远航运输或者仓库长时间保存也不会损失过多电池电量。
NTC保护功能/PCB_OTP保护功能
硬件上通过查找NTC电阻表,分别将高低温度下的电阻值代入到计算公式中即可获得实际电路中需要的RF1和RF2,只有在这个高低温度范围内IC会进行充电。软件上需要将对应寄存器位开启,即打开NTC功能。若触发NTC保护,芯片将关闭Q2管,关闭充电路径和电池放电路径,此时VSYS仅通过VBUS供电。
INT中断引脚功能
1、长下拉INT引脚可短暂断开VBAT与VSYS(即Q2管),使得VSYS系统端电压掉电重启。2、在船运状态下,长下拉INT引脚可退出船运。
芯片在出现VBUS接入状态和充电状态改变时,或出现以下表格中的异常状态时,会产生256us的低电平中断脉冲输出。具体异常状态如下表: