基于Linear Technology LTC3455實現簡單,高效,一體化的USB電源管理IC解決方案


Linear Technology提供了多種簡化USB電纜轉換功率的器件,但LTC3455代表了迄今為止實現的最高水平的功能集成。LTC3455無縫管理交流適配器、USB電纜和鋰離子電池之間的電源流,同時符合USB電源標準,所有這些都來自4mm × 4mm QFN封裝。此外,兩個高效同步降壓轉換器產生大多數usb供電外設需要的低壓軌。LTC3455還為微處理器提供上電復位信號,為存儲卡供電的熱插拔 輸出以及適合用作低電池比較器或LDO控制器的未提交增益塊。整個USB電源控制電路和兩個DC/DC轉換器所需的PCB空間僅為225mm(2)。
圖1中LTC3455的簡化框圖顯示了允許LTC3455完成多種功能的主要組件。DC/DC轉換是一個相對簡單的降壓轉換器功能。每個DC/DC轉換器都以V(MAX)作為其輸入電壓,該電壓來自三個可用電源之一(下面將解釋),并將其轉換為所需的輸出電壓。所提供的DC/DC變換器是高頻、高效率的同步變換器,其特性大致相當于LTC3405和LTC3406。V(MAX)表示中壓母線。
圖1所示 LTC3455簡化框圖。
操作與墻壁適配器存在
如果有墻壁適配器,無論其他可用的電源如何,中間VMAX總線都將供電,為DC/DC轉換器和電池充電器供電。電池,如果也存在,通過LTC3455的恒流,恒壓,定時器終止,線性充電器(類似于LTC4053的功能和特性)充電。
操作沒有墻壁適配器存在,但可用的USB電源
如果電源是USB輸入,則USB電源通過限流電路切換到VMAX,以符合USB電流限制。VMAX的電壓用于運行兩個DC/DC轉換器。如果所需的負載功率小于可用的USB功率,則使用剩余的功率同時為電池充電。隨著DC/DC負載的增加,電池充電電流以保持USB輸入電流合規的方式減小。最終,當負載功率超過可用的USB功率時,電池停止充電,電池開始通過內部理想二極管向VMAX提供補充功率。在這種模式下,一些負載電流由可用的USB電源提供,其余來自電池。
這種中間總線電源架構在系統級具有重要的優勢。與所謂的DC/DC負載與電池并聯的“充電器供電”系統相反,該系統能夠在沒有電池或完全放電的電池的情況下運行。此外,在充電器供電系統中,首先將USB電壓線性調節到電池電壓會浪費電力。中間總線體系結構的優點如圖3所示。中間母線電壓產生更快的充電和更低的散熱比充電器饋電架構。
圖2 最小LTC3455實現。 圖3 中間母線與充電器饋電拓撲的充電速率和耗散優勢。
不插電時的操作
當適配器和USB輸入都不存在時,LTC3455通過連接到鋰離子電池的理想二極管為V(MAX)供電。
責任編輯:David
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