USB供電的充電電路圖及原理介紹

鎳氫電池充電電路

盡管鋰離子電池能為大多數(shù)便攜裝置提供最好的性能，但NiMH(鎳氫)電池仍然是低成本設(shè)計的可行選擇。在負載要求不是太嚴格時，保持低成本的一個好方法是用NiMH電池。這需要一個DC-DC變換器升壓，一般從1.3V電池電壓提升到器件可用的電壓(一般為3.3V)。由于任何電池供電器件需要穩(wěn)壓器，所以，DC-DC變換器僅僅是一個不同的穩(wěn)壓器。

圖6所示電路，用獨特的方法為NiMH電池充電，并且不用外部FET在USB輸入和電池之間切換系統(tǒng)負載?！俺潆娖鳌睂嶋H上是一個工作在電流限制下的DC-DC升壓變換器(U1)。以300和400 mA之間的電流為電池充電。盡管沒有精密的電流源，但它具有適當?shù)碾娏骺刂疲踔猎陔姵囟搪窌r也能夠保持電流控制。DC-DC充電拓撲相對于一般線性方案的最大優(yōu)勢是能有效地利用有限的USB電源資源。在以400mA電流NiMH電池充電時，電路從USB輸入僅汲取150mA。而充電時剩余350mA用于系統(tǒng)。

二極管D1實現(xiàn)從電池到USB的負載拉出。不連接USB時，升壓變換器產(chǎn)生3.3V輸出。連接USB時，D1上拉DC-DC升壓變換器(U2)輸出到4.7V左右。當U2輸出上拉時，它自動關(guān)閉而從電池汲取的電流小于1mA。在USB連接時，若對于輸出從3.3V變換到4.7V不能接受,則可以加入一個與D1串聯(lián)的線性穩(wěn)壓器。

此電路的限制是依靠系統(tǒng)來控制充電結(jié)束。U1僅僅做為一個電流源，若長期不管它，它將會過充電電池。R1和R2置U1的最大輸出電壓為2V，做為安全限值?！癈harge Enable”(“充電使能”)輸入起到系統(tǒng)結(jié)束充電作用以及枚舉前降低USB負載電流的作用，這是由于充電器的150mA輸入電流大于一個負載。■

圖4 SOT-23功率MOSFET可增加有用的性能(如過壓保護和加外電源時斷開電池)。當電池充電無負載時，有效電源直接驅(qū)動系統(tǒng)。

圖5 簡單的設(shè)計使USB電源不直接接到負載，而是由DC輸入到負載。當USB連接時，系統(tǒng)仍然由電池供電，而電池也正在充電。

圖6 簡單的NiMH充電/電源配置自動傳送電源到USB，而設(shè)有復雜的MOSFET開關(guān)陣列。