兩款供選擇的USB DC/DC充電器設(shè)計(jì)方案

正如我的朋友 Brian 在他的博客中說的，現(xiàn)在人人都隨身攜帶智能手機(jī)或平板電腦。這些是收發(fā)業(yè)務(wù)郵件、接打個(gè)人電話及了解世界最新信息的必要設(shè)備。令人瘋狂的手機(jī)游戲?qū)映霾桓F，例如憤怒的小鳥、糖果粉碎 (Candy Crush) 以及單詞接龍 (Words with Friends) 等。智能手機(jī)可提供天氣預(yù)報(bào)和導(dǎo)航。這些特性及功能可讓我們的生活更輕松、工作更高效。

就像我一樣，您可能也要為設(shè)備充電一整夜，第二天帶著充足的電池出發(fā)。然而，由于大顯示屏和高亮顯示等因素會快速消耗電量，因此當(dāng)前電池很難達(dá)到我們所需要的待機(jī)時(shí)間。

一個(gè)解決該問題的便捷方法是在通勤的路上為手機(jī)充電。車載 DC/DC 充電器不僅很流行，而且已變得必不可少了。

DC/DC 充電器分為幾種不同種類。很多汽車內(nèi)建 USB 端口，可用來為這些設(shè)備充電。此外，二級市場及常備無線電廣播也可提供這種便捷性，并可播放存儲在設(shè)備中的音樂。最后即使這些設(shè)備都沒有，您也可以從二級市場找到配有配件端口或點(diǎn)煙器的充電器。

這些設(shè)計(jì)通常將汽車電池用作輸入，也就是說輸入電壓范圍在正常工作條件下是 6V 至 14V，瞬態(tài)條件可達(dá) 80V 甚至更高。在每端口電流高達(dá) 2.1A 時(shí)，輸出電壓一般是 5V。這類設(shè)計(jì)包括三個(gè)主要組成部分：

1. 輸入調(diào)節(jié)與濾波：輸入濾波和調(diào)節(jié)電路一般用來降低 EMI 和保護(hù)下游 DC/DC 轉(zhuǎn)換器。部分普及型轉(zhuǎn)換器選項(xiàng)包括 TPS54240 和 TPS40170。這兩種 IC 產(chǎn)品提供寬泛輸入以及各種特性，可幫助工程師簡化設(shè)計(jì)流程。

2. DC/DC 轉(zhuǎn)換。

3. USB 充電與保護(hù)：保護(hù)功能尤其重要，誰愿意讓數(shù)百美元的設(shè)備被故障充電器毀壞?。恐悄苁謾C(jī)或平板電腦的電池及充電器實(shí)際上都在設(shè)備內(nèi)部。為了讓充電能夠提供最大充電電流，充電器需要能夠進(jìn)行自我識別。TPS2511 和 TPS254x 器件可幫助實(shí)現(xiàn)該識別功能，并支持必須的 USB 保護(hù)。

我依照上述要求，創(chuàng)建了兩款您可免費(fèi)使用的 USB DC/DC 充電器設(shè)計(jì)方案，分別是：PMP7388 和 PMP7390。

對于外形適用于點(diǎn)煙器插頭大功率表面的單端口充電器，請使用 PMP7388。

采用 TPS54240 和 TPS2511 實(shí)現(xiàn)支持集成型高側(cè) FET 的非同步降壓轉(zhuǎn)換器。TPS54240 可處理高達(dá) 40V 的輸入電壓；為了應(yīng)對輸入端的浪涌電壓，采用調(diào)節(jié)電路將輸入電壓鉗制在 39V。該輸出不但可提供 2.1A 電流，而且還可通過 TPS2511 實(shí)現(xiàn)“通用充電”。

對于雙端口充電器，請使用 PMP7390。

使用支持外部 FET 的 TPS40170 同步降壓轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)高效率及低熱耗散。該輸出能夠在 5A 電流下提供 5V 電壓，并可通過 TPS2511 為每個(gè)端口提供“通用充電”功能。