Zastosowanie zintegrowanych ładowarek obniżająco-podwyższających do szybszego ładowania USB
We nieomal wszystkich aplikacjach projektanci są pod nieustanną presją skrócenia czasu ładowania i zmniejszenie rozmiarów obudowy, zwiększenie gęstości mocy i obniżenie kosztów.
Układ BQ25792 oferuje możliwość wyboru częstotliwości przełączania 1,5MHz lub 750kHz, co pozwala projektantom na kompromis pomiędzy rozmiarami rozwiązania a jego sprawnością w zależności od potrzeb danego zastosowania. Wykorzystanie częstotliwości przełączania 1,5MHz pozwala na użycie niskich wartości cewek (1µH) i kondensatorów. Zastosowanie częstotliwości przełączania 750kHz pozwala osiągnąć wyższą sprawność, ale skutkuje większymi rozmiarami rozwiązania ze względu na większą cewkę indukcyjną (2,2µH) i kondensatory.
Ilustracja 4: Płytki ewaluacyjnej BQ25792EVM można użyć do wdrożenia synchronicznej ładowarki obniżająco-podwyższającej dostarczającej do 5A prądu ładowania. (Źródło ilustracji: Texas Instruments)
Aby wydłużyć czas pracy baterii i zminimalizować straty mocy, system jest wyłączony w stanie bezczynności, podczas transportu lub przechowywania. W „trybie wysyłkowym” układ I2C jest nadal włączony, ale zegar systemowy ładowarki zwalnia, aby zminimalizować prąd spoczynkowy urządzenia. W normalnych warunkach pracy, przy zasilaniu wyłącznie z baterii, prąd spoczynkowy wynosi 21µA. W „trybie wysyłkowym” prąd spoczynkowy spada do 600nA.
Aby ułatwić projektantom rozpoczęcie pracy z układem BQ25792, firma Texas Instruments oferuje płytkę ewaluacyjną (EVB) BQ25792EVM umożliwiającą wdrożenie synchronicznej, szybkiej ładowarki obniżająco-podwyższającej, dostarczającej do 5A prądu ładowania z rozdzielczością 10mA dla 1 do 4 ogniw (ilustracja 4). Płytka ewaluacyjna (EVB) zawiera interfejs do przełączania trybów pomiędzy ładowaniem a USB OTG. Ponadto, użytkownicy mogą monitorować stan ładowarki, napięcia i prądy oraz wszelkie usterki za pomocą zintegrowanego przetwornika analogowo-cyfrowego (ADC).
Dodatkowe cechy omawianej płytki ewaluacyjnej:
- automatyczne wykrywanie USB, wejście USB PD i bezprzewodowe, obsługa wejść od 3,6 do 24V;
- podwójny selektor źródła prądu wejściowego do wysterowania dwukierunkowych blokujących tranzystorów NFET;
- zasilanie USB OTG z wyjściem od 2,8 do 22V i rozdzielczością 10mV;
- prąd spoczynkowy poniżej 1µA w trybie wyłączenia lub wysyłki;
- liczne punkty pomiarowe, mostki i rezystory pomiarowe do obsługi pomiarów napięcia i prądu.
Podsumowanie
Zaprojektowanie uniwersalnego rozwiązania do ładowania USB PD może być skomplikowanym zadaniem, a zaprojektowanie ładowarek obsługujących specyfikację USB OTG może zająć bardzo dużo czasu. Proces projektowania może być dodatkowo skomplikowany przez konieczność przestrzegania kryteriów czasu i sterowania związanych z funkcją FRS. Skutkiem mogą być dodatkowe koszty i niedotrzymane harmonogramy projektowania.
Aby tego uniknąć, dostępne są zintegrowane ładowarki obniżająco-podwyższające, które spełniają wymagania projektantów urządzeń przenośnych w zakresie ładowania USB PD, OTG, zgodności z kryteriami czasowymi i sterowania funkcji USB FRS oraz skrócenia czasu ładowania baterii litowych, zmniejszenia rozmiarów, zwiększenia gęstości mocy, obniżenia kosztów i skrócenia czasu wprowadzenia produktu na rynek.
Rekomendowane artykuły: USB Type-C™, USB PD i USB 3.1 Gen 2: nowe standardy szybkości i mocy
Autor: Jeff Shephard
Źródło ©: www.digikey.pl
Kontakt w Polsce
Arkadiusz Rataj
Sales Manager Central Eastern Europe & Turkey
Digi-Key Electronics Germany
0048 696 307 330
arkadiusz.rataj@digikey.com
poland.support@digikey.pl