1.前言

為我們的便攜式電子設(shè)備設(shè)計找到完美的電池充電器集成電路 (IC) 并不總是那么容易，尤其是當我們需要一個電池串聯(lián)多個 (1S) 以獲得更高電壓，同時在小板上實現(xiàn)快速、涼爽的充電時區(qū)域。在這種情況下，升壓充電器可能正是我們所需要的。以下是我們應(yīng)該考慮使用升壓充電器的四個原因。

1. Boost 充電器讓我們可以充分利用 5-V USB 的便利。

讓我們來看看便攜式電子產(chǎn)品中最廣泛采用的充電輸入之一——USB 充電端口。還記得每個便攜式設(shè)備都有不同類型的適配器，帶有桶形插孔充電端口嗎？隨著 USB 充電端口成為主流，消費者現(xiàn)在可以只攜帶一個適配器和幾根電纜來連接他們的所有電子設(shè)備。USB充電已經(jīng)真正成為一種生活方式。

由于設(shè)備供應(yīng)商眾多，5V USB 適配器和電纜（帶有 Micro B 或 USB Type-C? 端口）具有成本效益；有時制造商甚至可以從產(chǎn)品盒中排除適配器，因為消費者已經(jīng)擁有了一個。一個 5V USB 可以設(shè)計為使用 USB Type-C 提供高達 15W 的功率，這對于大多數(shù)小尺寸應(yīng)用來說已經(jīng)足夠了。

使用串聯(lián)的一個5-V USB具有兩個小區(qū)（2S）電池是一種流行的充電組合，并且升壓充電器需要來實現(xiàn)這一目標。為什么？因為它不僅需要 5V USB 輸入并升壓以 2S 為鋰離子 (Li-ion) 電池充電，而且高性能升壓充電器以高度集成和高效的方式這樣做，讓我們獲得最大限度地利用我們的便攜式設(shè)備設(shè)計。

2.  使用升壓充電器充分利用 2S 配置。

許多電池供電的設(shè)備使用 1S 電池來保持產(chǎn)品的簡單性和成本效益。但是，如果系統(tǒng)包括更高電壓的模塊，我們將需要一個升壓轉(zhuǎn)換器來提升 1S 電池電壓來為它們供電。使用 2S 電池和更高電壓，我們可以排除升壓轉(zhuǎn)換器并獲得更長的電池運行時間。

2S 電池可以幫助的應(yīng)用包括電子銷售點設(shè)備或便攜式照片打印機，其中系統(tǒng)可能需要高壓打印頭。此外，無線智能揚聲器可能需要高電壓來為音頻放大器提供動態(tài)電流脈沖，或者小型電動工具可能使用 2S 電池來有效地驅(qū)動電機。下面的圖 1 顯示了一個典型的 5V USB 2S 電池升壓充電系統(tǒng)示例。

在低溫下運行鋰離子電池（特別是 1S）也具有挑戰(zhàn)性，因為其內(nèi)部阻抗會急劇增加。在戶外使用的智能家居應(yīng)用中，如無線安防攝像頭和可視門鈴，當溫度接近 0 ° C 時，增加的電池內(nèi)阻會導(dǎo)致電池輸出電壓顯著降低。2S 電池配置提供了更多的電壓余量。

圖 1：5V USB 2S 電池系統(tǒng)中的升壓充電器

3. 集成消除了在簡單的材料清單或增加的功能之間進行選擇的需要。

升壓充電解決方案的集成使設(shè)計過程變得簡單，在小尺寸中加載功能。

我們是否希望我們的系統(tǒng)在用戶插入適配器時立即打開，即使電池電量耗盡？我們想延長電池壽命嗎？如果以上任一問題的答案是肯定的，集成電源路徑將幫助我們實現(xiàn)目標。電源路徑管理系統(tǒng)和電池之間的電池場效應(yīng)晶體管 (FET)。此功能可保證最低系統(tǒng)電壓，以便系統(tǒng)可以在電池電量低時啟動，從而為設(shè)備提供即時啟動功能。電源路徑還可以在電池充滿時可靠地切斷涓流充電，避免過度充電，從而保護電池并延長其使用壽命。

USB Micro B 適配器使用 D+ 和 D- 來表示其供電能力。TI 升壓充電器集成了 D+/D-（或 DP/DM）檢測，并且可以在適配器插入時配置充電器的輸入電流限制。如果適配器不是標準 USB，則使用 Vin 動態(tài)電源管理 (V INDPM )等高級算法和輸入電流優(yōu)化 (ICO) 將幫助設(shè)備檢測適配器的最大電流能力。

我們可以使用更多功能來制作出色的充電系統(tǒng)。USB On-The-Go (OTG) 功能為連接到 USB 的外圍設(shè)備供電。在 OTG 模式下，升壓充電器作為降壓轉(zhuǎn)換器反向運行，以向具有電流限制的連接設(shè)備提供 5V 總線電壓。此功能節(jié)省了降壓轉(zhuǎn)換器、電感器，有時還節(jié)省了電源開關(guān)。內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換器使系統(tǒng)了解 IC 周圍和內(nèi)部發(fā)生的情況。集成的交流過壓保護 FET 可保護系統(tǒng)免受輸入過壓事件的影響。圖 2 顯示了 BQ25883，這是我們的新型升壓充電器，將電源路徑、D+/D- 檢測和 OTG 以及其他特殊功能集成到一個 IC 中。

圖 2：BQ25883 升壓充電器系統(tǒng)圖

4. 根據(jù)我們的獨特考慮選擇合適的升壓充電器。

我們新的升壓充電器系列 BQ25882、BQ25883、BQ25886、BQ25887 提供多種選項來滿足我們的應(yīng)用要求。I 2 C 充電器通過使用軟件設(shè)置和更改充電配置文件以及向系統(tǒng)主機提供充電狀態(tài)來提供極大的靈活性。獨立充電器可通過外部電阻器輕松設(shè)置充電。電池平衡版本采用先進的算法，在一個周期內(nèi)充電的同時快速平衡兩個電池的電壓。對于具有兩個松散電池或以長電池壽命為目標的產(chǎn)品而言，這是一項重要功能。我們可以在下面的表 1 中看到我們所有的升壓充電器系列及其每個獨特的功能。

表 1：TI 升壓充電器系列對比表

結(jié)論

我們了解每個便攜式設(shè)備設(shè)計都有獨特的考慮因素，我們希望讓我們輕松選擇最適合我們的設(shè)計的充電器。這四點表達了使用帶有 5V USB 和 2S 電池的升壓充電器的好處。我們希望我們將來考慮使用升壓充電器，以獲得方便且高性能的產(chǎn)品。