如今,我们在市场上看到越来越多带有USB Type-C和USB功率输出(PD)端口的电子产品,覆盖范围从手机、笔记本电脑和移动电源到无人机、电动工具以及智能家居和便携式应用。德州仪器(TI)电池管理产品(BMS)中国市场和应用部门经理文司华认为,USB Type-C和USB电力传输(PD)这个全新的标准之所以如此重要,是因为它为不同的运算和个人电子产品之间的电力、数据和视频传输提供了单一、双向接口。 德州仪器(TI)电池管理产品(BMS)中国市场和应用部门经理文司华博士 德州仪器(TI)电池管理产品(BMS)中国市场和应用部门经理文司华博士

USB PD标准允许在协商后进行高功率传输,并对端口背后的充电器IC提出了新要求。一方面,作为器件,设备应能够协商源头提供的最高电压(5-20V)和电流,以便为电池充电,为系统提供电源。另一方面,作为主机,设备应从一健拷贝(OTG)方面向外围设备提供电池的最大电压(5V-20V)和电流。

bq25703A和bq25700A是TI日前针对笔记本电脑、平板电脑、移动电源、无人机和智能家居应用等终端设备推出的一对高度灵活的单芯片降压-升压型电池充电控制器,分别支持I2C和SMBus接口,适用于1至4节(1S至4S)设计。 20170808-TI-USB-1 bq25703A和bq25700A主要应用市场

以下列举了bq25703A和bq25700A的主要特性和优势:

● 输入源的灵活性:该器件的USB电力输送兼容性具有3.5V至24V的宽输入电压范围,设计人员可以在多种端口(包括USB 2.0、USB 3.0和最新标准USB Type-C)中使用。

● 宽USB On-the-Go(OTG)输出兼容性:新型充电控制器支持5V至20V的输入就绪器件,能够通过可编程电流调节为USB OTG提供可调输出。

● 紧凑型配置:TI的新电池充电算法和智能检测功能使电池充电控制器能够支持宽输入和输出电压范围以及更紧凑的适配器设计。

● 不同模式间的无缝转换:该器件支持1至4节电池,可在降压和升压操作之间进行高效转换,无任何死区。

输入电流优化(ICO)功能是文司华着重强调的一大优势。这一TI独有的算法可自动检测输入功率的最大容量以优化电流,同时保持系统和充电电流的一致性,以确保利用最大输入功率。“电源电流能力在许多应用中是未知的,比如在USB应用程序中,第三方适配器可能不符合标准电流额定值。而在高阻抗、可变电压电源(如太阳能面板)中,实时了解最大功率能力又至关重要。而ICO技术就能够通过验证适配器的额定功率,以确保适配器无过载安全运行。”他说。

以无人机为例,无人机是高耗电的设备。根据功率电平和电池容量,大多数无人机每次充电后可以飞行6到30分钟。由于飞行时间短,用户常常会准备数个电池以增强体验。但定制适配器通常只为某些固定串数的电池包充电,如果利用兼容Type-C接口的适配器,则可以为不同串数的电池进行充电。 20170808-TI-USB-1 bq25703A应用图

为了兼容具有不同电压和功率电平的电源,诸如无人机这样的多元电池组系统很有必要使用降压升压充电器。在飞行间隔期间,用户能够快速而安全地对电池进行充电也是至关重要的。bq25703A和bq25700A支持高达6.35A的充电电流,并具有广泛的保护功能,包括有助于从各种适配器获得最大功率的输入电流优化。此外,无人机还应当能够在不同的温度条件下进行操作和充电。bq25703A系列提供了从-40°C到85°C之间±0.6%的电池充电调节精度。这种高水平的充电精度确保了电池在温度范围内获得最佳充电体验。

由于USB PD和USB C标准在电压和电流设置兼容USB2.0、USB3.0、BC1.2和USB C,且在双重用途端口(DRP)双向运行时,既可利用适配器模式对电池充电,也可利用电池模式对便携设备充电(OTG),因此成为了下一代移动电源端口设计的不二之选。文司华表示,如果在设计中采用bq25703A/700A,不但能够提供业界最高的效率,解决快充散热问题,还可以凭借I2C用于优化系统性能,并对电池电压电流参数进行采集和汇报,极大提升、简化了移动电源的安全设计。 20170808-TI-USB-2 bq25703A/700A助力新一代移动电源设计

设计人员可以使用bq25703A和bq25700A评估模块(EVM)快速、轻松地评估设备特性和性能。该EVM是具有N-CH MOSFET选择器和电流监控的、由SMBus (bq25700A)和I2C (bq25703A) 控制的NVDC升降压充电控制器,输入电压范围为3.5 V至24 V。设计人员还可以使用WEBENCH电池充电器设计器来计算电池充电控制器的效率。

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