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來(lái)源：DigiKey 作者： Pete Bartolik 越來(lái)越依賴(lài)功能更強大的電池供電設備，導致產(chǎn)品設計人員不得不為每種所需的應用構建不同的電池充電器。Texas Instruments (TI) 通過(guò)升降壓型電池充電控制器提供了一條更有效的充電方法，可在較寬的電壓范圍內為高功率密度電池充電。通過(guò) USB 功率輸送 (USB PD) 擴展功率 (EPR) 標準應用，該器件還可進(jìn)行雙向充電配置。 設計人員無(wú)需為每種應用單獨開(kāi)發(fā)電池充電器，而是可采用具有寬電壓輸入 (VIN) 和電壓輸出 (VOUT) 的 IT BQ25756（圖 1）電池充電器集成電路 (IC)，創(chuàng )建可用于不同輸入適配器和電池配置的通用型充電器解決方案。設計人員無(wú)需為 36 V 電動(dòng)自行車(chē)電池和 48 V 電池分別設計充電器，而是可以為這兩種型號開(kāi)發(fā)一種通用型電池充電器，以減少設計迭代并降低成本 
圖 1：exas Instruments 的 BQ25756 雙向升降壓電池充電控制器。（圖片來(lái)源： Texas Instruments） 設計人員可利用 BQ25756 可定制型板載充電配置文件來(lái)滿(mǎn)足每種電池的特定需求，具體包括高電池數、高工作電壓和多種電池化學(xué)性質(zhì)。他們可以輕松過(guò)渡到為下一代電氣化產(chǎn)品充電，并為智能手機、電鉆、電動(dòng)自行車(chē)、便攜式充電器和太陽(yáng)能板等各種應用提供最佳充電體驗。 開(kāi)關(guān)模式升降壓控制器的輸入電壓工作范圍為 4.2 V 至 70 V，可支持鋰離子、聚合物鋰離子或 LiFePO4 電池的多種化學(xué)成分。對于鋰離子和 LiFePO4 化學(xué)電池，該器件可檢查電池電壓，并在不同階段為電池充電：涓流充電、預充電、恒流 (CC) 充電和恒壓 (CV) 充電。BQ25756 可為 1 至 14 芯鋰離子電池充電或 1 至 16 芯 LiFePO4 電池充電。 在反向模式下，該器件從電池汲取電能并調節輸入端電壓，同時(shí)增加了一個(gè)恒流環(huán)路以提供保護，從而支持 USB-PD EPR 電源配置文件。USB PD EPR 使得應用開(kāi)發(fā)成為可能，在這種應用中，電池組可作為其他設備的充電電源，而其他設備的充電曲線(xiàn)是可變的，例如電動(dòng)割草機電池可為消費類(lèi)無(wú)繩吸塵器充電。 當 Apple 于 2023 年宣布將在 iPhone 15 機型上采用 USB-C 電源和數據連接器時(shí)，USB-C 電源和數據連接器獲得了相當大的市場(chǎng)滲透率。歐盟委員會(huì )規定，在 2024 年底之前，新的移動(dòng)設備（如手機、平板電腦，甚至鍵盤(pán)和耳機）只能使用 USB-C 適配器。 許多設備和充電系統都是按照早期的 USB PD 規范設計的，該規范支持高達 100 W 的功率需求。這被認為是 USB 的標準功率范圍 (SPR)，而 EPR 可支持高達 240 W 的功率。雖然 TI BQ25756 可支持 USB-C PD 以外的應用，但是這一不斷普及的規范的開(kāi)發(fā)潛力太令人振奮不已。 設計人員在設想更加通用的充電器時(shí)，仍必須考慮不同設備所依賴(lài)的電池在電池芯數和電壓要求上存在很大差異這一現實(shí)。這正是 TI 的升降壓電池充電控制器發(fā)揮重要作用的地方。 當設備充電時(shí)，如果源電壓高于電池電壓，升降壓型電池充電器可對源電壓進(jìn)行降壓；如果源電壓低于電池電壓，則對源電壓進(jìn)行升壓。BQ25756 實(shí)現了在寬電壓范圍內進(jìn)行高效充電，具有高精度、0.5% 充電電壓調節和 ±0.3% 充電電流調節能力。該器件在 I2C 主機控制充電模式下工作，并通過(guò)電阻可編程限值支持獨立充電模式。 TI 控制器還具有用于太陽(yáng)能充電的自動(dòng)最大功率點(diǎn)跟蹤 (MPPT) 功能，可確保太陽(yáng)能板發(fā)揮最佳性能。采用 MPPT 算法的電池充電器可在不同日照條件下自動(dòng)找到太陽(yáng)能板的最大功率點(diǎn) (MPP)。TI 的升降壓型電池充電器控制器的寬 VIN 和 VOUT 范圍可支持各種不同的太陽(yáng)能板輸出電壓值。 結束語(yǔ) TI 的 BQ25756 雙向升降壓電池充電控制器可為工業(yè)應用構建具有最高功率密度的通用型充電解決方案。這款業(yè)界首款無(wú)補償升降壓型充電控制器具有高達 70 V 的輸入電壓和多達 14 節電池的工作范圍。該器件功能強大，成為渴望開(kāi)發(fā)出能夠支持多種應用和設備的新一代充電器產(chǎn)品設計人員的新選擇。 |
