線性化充電器系統(tǒng)設計
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
圖3：充電器級將外部供電源與電池和系統(tǒng)隔離
如圖3所示的拓撲可實現(xiàn)強健的設計，其充電器級整合了輸入過電壓保護(OVP)功能，可監(jiān)測輸入電壓并在探測到直流過電壓狀態(tài)時使充電器級失效。當充電器級失效時，系統(tǒng)的供電總線與適配器的輸出完全隔離。對于5V的穩(wěn)壓適配器，輸入過電壓保護限制通常設定為6.5V。bq2406X系列提供了6.5V及10.5V的選項以同時適應于穩(wěn)壓及非穩(wěn)壓型的適配器。
為隔離并保護系統(tǒng)及電池免受外部電源瞬變過電壓狀態(tài)的損害，充電器級應具有約2倍于一般額定適配器電壓的輸入電壓限定范圍。
需要注意的是，在上述所討論的拓撲中，若最小化系統(tǒng)電流（例如待機[stand-by]模式下）高于結束(termination)電流限，則可能產生潛在的鎖定(lock out)狀態(tài)。在系統(tǒng)電流超過結束電流限之時，終止將無法進行檢測。安全計時器將被激活，充電器級將在電池充至滿容量之前就掉電(power down)。為解決該潛在的問題，bq2406X系列針對設備在電池充電器開啟時高功率模式，提供了失效及安全計時器選項，以及充電終止功能。
散熱管理及失效保護
線性化充電器中至系統(tǒng)供電總線的高輸入電壓差分將導致芯片溫度上升，乃至超過最大結點溫度(junction temperature)值并產生熱燒毀。為避免該問題，此類設計必須考慮強健的散熱管理配置，同時包括了熱關斷(thermal shutdown)及熱調節(jié)(thermal regulation)。
依照一般的規(guī)則，所有的集成充電器IC都必須具有熱關斷，一旦IC的內部結點溫度超過最大結點溫度值，熱關斷將被觸發(fā)，以確保運轉過程中不會產生熱燒毀。在典型的應用中，當充電電流1A而充電電壓高于電池電壓2-3V時，熱關斷將被激活。激活狀態(tài)下，熱關斷電路將關閉充電器功率級，以避免熱燒毀。通常的熱關斷電路都具有設計上的滯后效應。當芯片溫度降低，功率級方可重新開啟。若芯片溫度再度上升，熱關斷電路將再次被觸發(fā)。其散熱所維持時間可達數(shù)秒，取決于PCB的布板，此類工作模式在以充電狀態(tài)LED指示時一般被稱為“閃光”（flashing）模式。
為解決此類散熱問題，可添加一個散熱回路，以降低充電電流，確保IC結點溫度低于熱關斷限。如圖3所示，bq2406X系列線性化充電器添加了散熱回路以支持運轉。散熱回路在激活狀態(tài)下可有效的降低充電電流，降低充電器級供電MOSFET的功耗。
圖4：散熱回路在輸入電壓瞬變情況下的運轉
需要注意到，具有散熱回路的線性化充電器在輸入電壓過高的情況下，充電電流可降至非常低的值。在此類狀況下，失效終止(false termination)可針對充電電流是否降至低于結束限進行檢測。為避免此問題，bq2406X將在散熱回路激活時使終止失效。
動態(tài)計時器控制
充電安全計數(shù)器用于檢測失效狀態(tài)，如果充電周期持續(xù)超過正常狀態(tài)下所期望的總體時間，且充電電流等于額定的快速充電電流，則判斷失效。在散熱回路激活狀態(tài)下，充電電流降低。若是散熱回路在較長的一段時間內被激活，那么失效安全計數(shù)器的錯誤狀態(tài)即可觀察得出。為避免不期望的錯誤狀態(tài)，bq2406X充電器IC采用了動態(tài)計時器控制(DTC)，其內置電路通過編程調整計時終止輸出的時間值，降低安全計數(shù)器的時鐘效率。DTC電路將在散熱回路被激活時同時啟動。
散熱調節(jié)功能，并結合DTC電路，提供了強健的散熱管理及失效保護配置，以保護充電器級和系統(tǒng)免遭瞬變或其它過電壓狀態(tài)所造成的散熱錯誤。
結論
在此所討論的便攜式設備在廠商之間存在著激烈的競爭，且持續(xù)著革新及差異化。隨著便攜式設備所安置的使用環(huán)境越來越嚴苛--例如，在炎熱的夏日將電話放置在汽車內充電，或是插入了廉價的配件供貨或錯誤的適配器--終端用戶將延續(xù)其在強健性及穩(wěn)定性方面對便攜式設備的挑戰(zhàn)。一類產品與其它產品的主要區(qū)別體現(xiàn)在當出現(xiàn)上述不期望的狀態(tài)時，設備的穩(wěn)定性、可靠性以及強健性。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/176851.htm
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