外部MOSFET可降低基于智能功率選擇器的充電器中的I2R損耗

電池到系統(tǒng)（BAT-to-SYS）連接阻抗至關(guān)重要，它通過(guò)減少裕量和功耗來(lái)影響電池運(yùn)行時(shí)間。外部調(diào)整管可將阻抗降低 50% 以上。本應(yīng)用筆記給出了MAX8662電源管理IC的智能電源選擇器功能，可驅(qū)動(dòng)外部MOSFET，以降低開(kāi)關(guān)電阻和功耗。顯示性能數(shù)據(jù)。

介紹

大多數(shù)可充電電池供電系統(tǒng)需要某種類型的開(kāi)關(guān)電路來(lái)在電池和充電電源之間傳遞系統(tǒng)負(fù)載。如果沒(méi)有此電路，當(dāng)插入電池電量耗盡的充電器時(shí)，設(shè)備可能無(wú)法立即運(yùn)行。該開(kāi)關(guān)電路既可以是充電器的外部插件，也可以集成在充電器IC中。當(dāng)用于在電池和充電電源之間傳遞負(fù)載的開(kāi)關(guān)集成在ADI公司的充電器中時(shí)，該充電器被稱為具有智能電源選擇器功能。智能電源選擇器功能允許系統(tǒng)在電池充電時(shí)使用適配器或 USB 電源，即使電池處于完全耗盡狀態(tài)也是如此。?

智能電源選擇器電源控制的基本操作

MAX8662電源管理IC包含智能電源選擇器功能。內(nèi)部開(kāi)關(guān)根據(jù)需要自動(dòng)將電源輸入 （DC） 連接到系統(tǒng)的電源輸出 （SYS），并從電池 （BAT） 自動(dòng)連接到 SYS。重要的是，這些開(kāi)關(guān)電阻如下。

MAX8662提供0.1Ω直流至系統(tǒng)電阻和0.04Ω至系統(tǒng)電阻。組合電阻 （0.1 + 0.04 = 0.14Ω） 對(duì)于允許電池以高達(dá) 1.25V 的全速率 （4.2A） 充電和 4.375V 的低裕量 （1.25A = （4.375V - 4.2V）/0.14Ω） 非常重要。BAT-SYS開(kāi)關(guān)電阻對(duì)于電池運(yùn)行時(shí)間至關(guān)重要，因?yàn)樗诜烹姾统潆娖陂g與電池串聯(lián)。MAX8662的低至0.04Ω BAT至SYS開(kāi)關(guān)電阻使功耗和壓降降至最低。例如，在2A電池放電電流下，內(nèi)部開(kāi)關(guān)功率損耗為160mW，壓降為80mV。

使用外部 MOSFET 工作

由于BAT至SYS開(kāi)關(guān)電阻對(duì)運(yùn)行時(shí)間和功耗至關(guān)重要，因此某些設(shè)計(jì)可能希望使用外部MOSFET進(jìn)一步降低電阻。圖 1 顯示了如何實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。Q1 （仙童FDMA510PZ）具有R?德森小于 30mΩ （最大值，在 V 時(shí)一般事務(wù)人員= -4.5V），采用 2mm × 2mm 封裝。在電路中，MAX8662的/POK輸出驅(qū)動(dòng)一個(gè)小p溝道MOSFET （Q2），使驅(qū)動(dòng)器反相至Q1柵極。連接直流電源后，/POK變?yōu)榈碗娖剑P(guān)斷Q1，并將電池與負(fù)載斷開(kāi)。

圖1.原理圖簡(jiǎn)化：降低基于智能電源選擇器的電池充電器中的I2R損耗。

圖2顯示了連接直流電源時(shí)圖1電路的行為，圖3顯示了電源斷開(kāi)時(shí)的電路性能。兩個(gè)圖都表明，當(dāng)直流電源被移除時(shí)，大部分負(fù)載電流通過(guò)Q1，充電器的智能電源選擇器功能得以保留。

圖2.連接直流電源時(shí)圖1電路的性能。

圖3.圖1電路在直流電源斷開(kāi)時(shí)的性能。

圖4詳細(xì)介紹了BAT至SYS壓降的改善。測(cè)得的MAX8662和典型PCB走線的電阻約為60mΩ。使用額外的MOSFET時(shí)，該數(shù)字降至約25mΩ。

圖4.V 的數(shù)據(jù)巴特-至SYS電壓與負(fù)載電流的關(guān)系

為了縮短直流電源斷開(kāi)和Q1導(dǎo)通之間的延遲，可以減少R1和R2。圖5顯示了直流電源斷開(kāi)時(shí)的切換行為，R1 = R2 = 10kΩ。當(dāng)R1 = R2 = 10kΩ時(shí)，與圖1相比，Q300開(kāi)始導(dǎo)通前的延遲減少了3μs，其中R1 = R2 = 100kΩ。使用R1 = R2 = 10kΩ對(duì)電池消耗沒(méi)有影響，因?yàn)楫?dāng)SYS使用電池電源時(shí)（即，當(dāng)/POK為高電平且Q1導(dǎo)通時(shí)），兩個(gè)電阻都不會(huì)傳遞電流。但是，當(dāng)施加直流電源且/POK為低電平時(shí)，SYS上的負(fù)載略有增加。

圖5.數(shù)據(jù)顯示直流電源斷開(kāi)時(shí)的電路性能，R1 = R2 = 10kΩ。

審核編輯：郭婷