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单芯片降/升压电池充电控制器让适配器变身“全能充”

时间：2017-09-04 13:44来源：电子技术应用网

摘要：日前，德州仪器公司发布了一款业界首发的电池充电控制器bq25703A和bq25700A

编者按：日前，德州仪器公司发布了一款业界首发的电池充电控制器 bq25703A 和 bq25700A ，采用这款新型控制器的电池充电适配器可以通过 USB Type-C 或者 USB PD 接口，向包括笔记本电脑、手机、无人机等采用不同界面或不同串数电池组的电子产品充电，而这将大大提高消费者的充电使用体验。日前，德州仪器电池管理产品中国市场和应用部经理文司华详细介绍了这款业界首创的降压-升压电池充电控制器。

这是一款可让适配器实现“全能充”的创新产品
 
众所周知，以往手机和笔记本电脑都会有不同的充电适配器，适配器厂商的产品没有办法实现为不同设备充电。主要的技术原因就是业界没有一款可以覆盖不同电子串的充电控制器，因为只有这样的充电控制器才可以灵活适配不同的终端。
 
文司华表示，此次德州仪器发布的单芯片降压-升压电池充电控制器 bq25703A 是第一次发布的一款跨界的产品。以前要做充电器的话，要么就是为笔记本电脑做，要么为手机做。从来没有一款这样的产品，所以它是比较新颖的产品，对TI来说它的意义非常重大。
 
可能在市面上之前有见过叫升降压产品，只是 DC/DC 的，不能够给电池进行充电的，而这个产品的特点是电池的充电器，另外它是充电控制器。如果不是控制器的话，内置集成的充电产品，主要指 MOS 管，集成在内部的，对于集成的产品，它的电流范围是有限的，因为你不可能把所有的东西集成在一起，又让它去做很大功率的运作，所以这个作为控制器的话，它的 MOS 管在外部的，意思就是说我们要支持的功率范围是非常宽泛的，无论小一点功率的，还是大的功率。
 
这个产品是1到4串的，单节的话目前主要就是手机用的，1到4串中，尤其是2串、3串、4串会在超级本、笔记本电脑、平板电脑上经常得到应用。它是一款升降压的产品，意思就是我们输入电源和输出部分，它的电压差是可以正的，可以是负的，也可以是持平的，它可以进行无缝的电源转换，而且它是电池充电的控制器。

在电池管理与 USB 领域具备领先创新能力
 
作为重要的产品线之一的电源管理，德州仪器拥有非常先进的电池算法，以及丰富的生态系统，能够通过各种设计套件，参考设计，包括软件的支持，能够帮到客户。
 
文司华表示，德州仪器公司约有二百多位电池专家，其中不乏电池算法或者化学方面的顶尖专家，能够为整个电池行业带来高效持久安全的电池应用。
 
德州仪器在 USB 领域一直在持续创新，目前在 USB 之前已经耕耘了20多年，长期参与应用者论坛，提供了业界目前最广泛的 USB 应用组合，其中包含了各种控制器、转接器、开关的产品。对于目前已经进入到实用化阶段的 USB Type-C 和和 USB PD，德州仪器较早开始了这方面的创新研究。
 
PD 通常翻译成电力传输，为什么这个标准是这么重要呢？
 
文司华认为，主要原因是整个业界达成了共识，就是各种各样接口有点碎片化的趋势，如果能够统一这个接口，把它变成同样的接口，不同的外设，不同的终端器件，甚至不同的笔记本电脑、电脑或者不同的工业类的应用，包括无人机都是用同样的接口，实际上能够让我们整个业界生态会变得非常统一化，非常有效率，它主要是为不同的运算和个人电子携带产品带来了电力传输的工具，同时可以支持数据和视频，这是 Type-C 接口最大的特点，并且它能够提供单一的接口，而且是双向互相传输的。
 
这也是此次德州仪器推出电池充电控制器 bq25703A 和 bq25700A 的市场驱动力。
 
详解 bq25703A 和 bq25700A 的创新点
 
 bq25703A 和 bq25700A 是有些微小区别的， 703A 是 I2C 的通讯方式， 700A 是 SMBus 通讯方式。在笔记本电脑中主要是通过 SMBus 的，有些工业产品由于之前的设计，也可以延续 I2C 、 SMBus 的设计接口，其他方面这两个产品是完全可以通用的。
 
文司华博士重要介绍了 bq25703A 和 bq25700A 的四大创新点
 
首先是输入源的灵活性。
 
输入源主要是适配器，包含电脑 USB 工率输出的部分，所以是 USB PD 兼容的，它提供3.5伏到24伏很宽泛的输入电压范围，它能够支持各种广泛的输入电源，比如说各种充电适配器，USB PD 电源，有些适配器可调电压，它的电压可以在5伏到12伏甚至到20伏宽泛电压内。这个产品能够兼容这么广泛的输入适配器，以前做充电器最大能做到12伏，这样的产品就已经算是高压产品了，这个产品能够支持更加宽泛的输入电压。还可以允许设计人员使用多个端口，比如 Type-C2.0 或者3.0，或者 Type-C 的端口。
 
第二，支持关于非常宽的 USB OTG(On-the-Go) 。
 
你的安卓今天储存电力在电池里，有一天突然想用外部的数据卡来看电影，外部小的U盘也需要电源，你这个电源要插到上面，这个U盘希望能提供给数据或者视频给到手机，能够看电影，但是它的电源从哪里来？这个电源要靠手机的电池给到，但是手机电池一般都是小于4.2伏或者4.4伏的，所以要把这个电池的电压升压上去，反向从这个口给到外部来，有的公司管它叫反向的，OTG 的模式就是你能够通过电池把它的电压给到外部来，平常我们充电过程是反过来的，是从外网到里的，  OTG 是反向过程，从手机电池或者笔记本电脑的电池给到外部，通过同样的接口，这是 OTG 。
 
这个 OTG 就是输出的过程，对我们来说，这叫输出兼容性，我们能够支持5伏到20伏的输入，也就是外部不论加了5伏设备或者外部需要20伏才能工作的设备，这两块芯片都能够支持到这一点，它能够把电器的电压升到20伏输出。
 
 bq25703A 和 bq25700A 是控制器，可以支持非常强有力的电路，它可以最大输出能力超过100瓦，因为100瓦就是 USB PD 的最高档是100瓦的功率，它可以完全支持到100瓦。
 
第三，这两款控制器拥有着同样的个是高效率，可以不同模式之间的无缝转接。
 
这是一款目前业界最高效率升降压充电器，目前德州仪器公司实测的结果在2到3安培，在3串应用情况下，可以做到97%以上的转换效率，这个至少比业界目前最高水平能够高出4个百分点。
 
 bq25703A 和 bq25700A 可以确保1串到4串的输出，并且在升降压的过程，这个强调无任何“死区”意思是这样，因为涉及到模式转换，比如适配器，因为电池电压是在变化的，每次充电过程中，如果适配器大于电池电压，是降压模式，适配器跟电池的电压持平了以后，是升降压模式。适配器的电压要小于电池电压，变成升压模式，这几个模式之间是有转换的，所谓“死区”的意思是如果在某个区域里，刚好不尴不尬，可能有暂时断电，重新恢复充电状态，这在之前的应用或者方案里有这样情况出现，这个产品是没有这样的情况，它是无“ 死区”。比如你在数据传输的时候，例如在炒股票的时候，突然出现了一个断电是受不了的。
 
这款产品是无死区的，不间断的 OTG 输出的。
 
最后，紧凑型配置是新款控制器的优势之一，它极大地简化了外部电源设计。
 
以前传统的方案，如果要降压、升压，需要有两个电感，这款产品只要一个电感，并且本身的封装也很小，它实际上带来非常紧凑的设计。另外，领先德州仪器优秀的 ICO(Input Source Current Limit Optimization , 输入电流优化功能)算法，从软件上面或者从它的智能型的检测功能上面，都能够实现更加紧凑的适配器设计。
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