傳統(tǒng)上來(lái)說(shuō),手持設(shè)備都使用線性充電拓?fù)。該方法具有諸多優(yōu)勢(shì):低實(shí)施成本、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)捷以及無(wú)高頻開關(guān)的無(wú)噪聲運(yùn)行。但是,線性拓?fù)鋾?huì)增加系統(tǒng)功耗,尤其是當(dāng)電池容量更高引起的充電率增加的時(shí)候。如果設(shè)計(jì)人員無(wú)法管理設(shè)計(jì)的散熱問(wèn)題,這就會(huì)成為一個(gè)主要缺點(diǎn)。
當(dāng) PC USB 端口作為電源時(shí),則會(huì)出現(xiàn)其他一些缺點(diǎn)。當(dāng)今在許多便攜式設(shè)計(jì)上都具有 USB 充電選項(xiàng),并且都可提供高達(dá) 500mA 的充電率。就線性解決方案而言,由于其效率較低,可以從 PC USB 傳輸?shù)摹半娔堋绷烤捅淮蟠蠼档,從而?dǎo)致了充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。
這就是開關(guān)模式拓?fù)溆杏梦渲氐脑。開關(guān)模式拓?fù)涞闹饕獌?yōu)勢(shì)在于效率的提高。與線性穩(wěn)壓器不同,電源開關(guān)(或多個(gè)開關(guān))在飽和的區(qū)域內(nèi)運(yùn)行,其大大降低了總體損耗。降壓轉(zhuǎn)換器中功率損耗的主要包括開關(guān)損耗(在電源開關(guān)中)以及濾波電感中的 DC 損耗。根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)的不同,在這些應(yīng)用中出現(xiàn)效率大大高于 95% 的情況就不足為奇了。
當(dāng)人們聽到開關(guān)模式這個(gè)術(shù)語(yǔ)時(shí)大多數(shù)人都會(huì)想到大型 IC、大 PowerFET 以及超大型電感! 事實(shí)上,雖然對(duì)于處理數(shù)十安培電流的應(yīng)用而言確實(shí)是這樣,但是對(duì)于手持設(shè)備的新一代解決方案而言情況就不一樣了。新一代單體鋰離子開關(guān)模式充電器采用了最高級(jí)別的芯片集成,高于 1MHz 的使用頻率以最小化電感尺寸。圖 1 說(shuō)明了當(dāng)今市場(chǎng)上已開始銷售的此類解決方案。該硅芯片的尺寸不到 4 mm2,其集成了高側(cè)和低側(cè) PowerFET。由于采用了 3MHz 開關(guān)頻率,該解決方案要求一個(gè)小型 1uH 電感, 其外形尺寸僅為:2mm x 2.5mm x 1.2mm (WxLxH)。 |