解讀DC/DC Buck變換器的充電管理電路

　　隨著智能手機和平板電腦的普及以及隨之而來的高功耗，此類設備的電池大多只能保持一天的使用。越來越多的場合和設備配備了一個或多個USB充電端口，而車載USB充電器是其中重要的組成部分。由于車身體積較大，車內(nèi)線路較長，USB充電端口的電壓可能隨著線路的阻抗而減小從而造成充電電流不足。介紹了一種帶有線路補償功能的車載USB充電器的設計，使得USB充電端口的電壓隨著電流的增大而提高，實現(xiàn)了USB充電電壓的恒定，保證了USB端口的充電電流。

　　DC/DC Buck 變換器：設計主功率級采用了TI LM25117-Q1控制的同步Buck變換器。LM25117-Q1是一款汽車級產(chǎn)品，它提供了功率電路所需要的各種保護，包括可調(diào)節(jié)輸入欠壓，過流及短路以及過溫保護。另外，LM25117-Q1可以模擬二極管控制，通過外部設定，使得同步buck變換器在輕載時候模擬二極管工作，在檢測到下管有反向電流時，關閉下管，提高了變換器的輕載效率。

　　充電管理電路：一款帶有線路補償?shù)腢SB充電器的設計方案。給出了線路補償?shù)挠嬎惴绞揭约?mathcad的設計過程。輸出充電管理TPS2546-Q1是一款汽車級產(chǎn)品，具有集成的USB 2.0 高速數(shù)據(jù)線路（D+/D-） 開關的USB 充電端口控制器和電源開關。TPS2546-Q1支持BC1.2的SDP/CDP， DCP模式，也支持非BC1.2標準的快速充電模式，比如D+/D-分配模式2.0V/2.7V和2.7V/2.0V、D+/D-1.2V模式。在本設計中，TPS2546-Q1配置成DCP-Auto模式（CTL1=0， CTL2=1， CTL3=1， ILIM_SEL=1）， 該模式支持BC1.2 DCP及非BC1.2標準快速充電模式的自動切換，能支持目前世界上主流智能手機、平板電腦快速充電。處于該模式下，當充電電流超過負載檢測電流閾值（ILD典型值700mA）時，STATUS被拉低，LED燈D3會點亮。當充電電流下降到典型值650mA，3秒之后，D3會熄滅。根據(jù)數(shù)據(jù)手冊，選在 22.1kΩ的電阻R11連接到ILIM_HI腳，設置限流值典型值為2.275A，最小值為2.12A，最大值為2.43A，以支持最大 12W（5V，2.1A）的充電功率。