基于輸入電壓的動(dòng)態(tài)電源管理 (VIN-DPM)

USB 規(guī)范規(guī)定，在通過(guò)所有集線器和線纜以后的滿負(fù)載條件下，低功率端口設(shè)備的輸出可以低至 4.4V。一些設(shè)備實(shí)施了基于輸入電壓的動(dòng)態(tài)電源管理 (VIN-DPM)。該環(huán)路降低了輸入電流極限，以防止輸入崩潰。圖 6 顯示了無(wú) VIN-DPM 保護(hù)情況下 USB 端口過(guò)負(fù)載的后果。請(qǐng)注意，當(dāng)輸入電壓降至“電源良好”閾值以下時(shí)，充電器關(guān)閉。這樣會(huì)關(guān)閉電源的負(fù)載，并允許輸入電壓恢復(fù)，從而開(kāi)啟充電器。這種開(kāi)/關(guān)脈沖是多余的。

圖 6 無(wú) VIN-DPM 的輸入崩潰

VIN-DPM 通過(guò)限制輸入電流來(lái)阻止出現(xiàn)脈沖，從而防止輸入電源崩潰。圖 7 顯示了使用 bq2407x 充電器時(shí) USB 端口過(guò)載的結(jié)果。VIN-DPM 功能生效來(lái)降低輸入電流極限，并防止電源崩潰。

圖 7 使用了 VIN-DPM 的輸入過(guò)載保護(hù)

中國(guó)充電器標(biāo)準(zhǔn)

展望未來(lái)，中國(guó)針對(duì)在中國(guó)銷售的充電器適配器制定了一套標(biāo)準(zhǔn)，旨在減少每年 1 億多淘汰手持設(shè)備的廢棄適配器數(shù)量。這種新的標(biāo)準(zhǔn)使用了許多 USB 規(guī)范。就這點(diǎn)而言，其要求適配器電源線有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 A 型 USB 連接器，以插入 AC 適配器或標(biāo)準(zhǔn)的 USB 端口。充電器必須能提供 300mA 和 1.8A 之間的電流。額定適配器電壓為 5V +/–5%，而且充電器必須工作在低于 6V 的電源下。電源超過(guò) 6V 時(shí)，下游電路必須得到保護(hù)。

許多電池充電器 IC 都具有幫助達(dá)到中國(guó)充電器標(biāo)準(zhǔn)的功能。顧名思義術(shù)語(yǔ)“通用充電器”，即充電器 IC 的輸入必須穩(wěn)健到能夠應(yīng)對(duì)許多不同的電源，并且不再是只為單個(gè)特定適配器而進(jìn)行設(shè)計(jì)。它們必須能夠經(jīng)受得住高壓電源（例如：12V 車載電源等）的意外接入。如 bq2407x 等器件的寬輸入電壓范圍可在高達(dá) 28V 的輸入瞬態(tài)電壓條件下為下游設(shè)備提供保護(hù)。這種高輸入電壓范圍和過(guò)壓保護(hù) (OVP) 功能可保護(hù)電池充電器和下游設(shè)備免受錯(cuò)誤或潛在有害輸入電源的損壞。

VIN-DPM 特性還有助于達(dá)到中國(guó)充電器標(biāo)準(zhǔn)。通用適配器可提供 300mA 和 1.8A 之間的電流。使用沒(méi)有 VIN-DPM 的設(shè)備時(shí)，如果 IC 編程為 500mA 輸入電流極限，則會(huì)使 300mA 適配器崩潰。VIN-DPM 功能可防止輸入在連接弱適配器時(shí)崩潰，而且仍然允許將電流極限針對(duì)典型適配器進(jìn)行設(shè)置以最大化充電時(shí)間。

結(jié)論

消費(fèi)者希望其設(shè)備的電源線和連接線越來(lái)越少，并期望獲得通過(guò)計(jì)算機(jī)或 AC 插座充電的靈活性，因此要求許多目前和未來(lái)推出的手持設(shè)備都能通過(guò) USB 電源和 AC 墻上適配器充電。這樣，手持設(shè)備就必須要符合 USB 規(guī)范。這些要求給電池充電帶來(lái)了諸多新的挑戰(zhàn)。本文中，我們使用了 bq2407x 系列器件來(lái)介紹一些輸入電流極限規(guī)范、靜態(tài)電流、輸入電壓動(dòng)態(tài)電源管理 (VIN-DPM) 的例子，這些特性簡(jiǎn)化了電池充電器的設(shè)計(jì)。另外，我們還探討了中國(guó)充電器標(biāo)準(zhǔn)對(duì)充電器設(shè)計(jì)的影響。我們簡(jiǎn)要介紹的這些規(guī)范和特性簡(jiǎn)化了充電器設(shè)計(jì)。