越来越多的便携式设备通过通用串行总线(USB)为电池充电。主机提供的USB电源允许电池在数据传输的同时充电，并且在某些情况下，消除了对笨重的墙壁适配器的需要。挑战在于以最有效的方式同时提供电池充电和设备操作，同时不超过USB规范要求的100mA或500mA。

USB电源管理器和电池充电器

图1显示了一个电路，它允许使用USB电源同时为电池充电和设备操作。LTC4410 USB电源管理器是一个PowerPath 控制器，用于控制LTC4053锂离子充电器用于给电池充电的电流。该电路随着系统负载电流的增大而减小电池充电电流，同样随着系统负载的减小而增大电池充电电流。这有助于将总电流保持在USB规格内(假设供电设备从未尝试绘制超过USB规格允许的电流)。

电池充电电流通过LTC4053的PROG引脚上的3.4k欧姆电阻在外部设置，其中:

这在USB规范规定的500mA限制内。USB设备工作负载(I(load))通过LTC4410的低压降p通道MOSFET开关供电。CHP引脚产生一个等于I(load)/1000的负载电流副本。该电流流向LTC4053的PROG引脚，在那里它通过以下方式改变充电电流:

随着I(LOAD)电流的增大，电池充电电流减小，使总充电电流保持在500mA以下。这使得设备即使在电池充电时也可以使用。LTC4410保证当I(LOAD) = 500mA或100mA时充电器电流降至零，具体取决于USB工作模式。请注意，LTC4410可以将充电器电流降低到零，但它不会限制I(LOAD)。假设负载设备电路从USB主机汲取的电流不超过500mA或100mA。

LTC4410 MODE引脚为LTC4053提供解码，使其兼容不同的USB模式(100mA, 500mA和Suspend，这是USB规范1.0和2.0电源要求所要求的)。当外部控制器驱动MODE引脚为低电平时，内部电路从CHP引脚产生额外的失调电流，将电池充电电流降低到100mA以下。当MODE引脚被驱动为高电平时，该偏置电流源被禁用(对于500mA和暂停模式)。对于挂起模式，系统的责任不超过500µA或2.5mA，具体取决于特定的USB模式。

这种设计的一个重要特点是它适合手持设备所需的狭小空间。LTC4410采用ThinSOT 6针封装，LTC4053采用热增强型10针MSOP封装。这两个部分都不需要反向电流阻断二极管，而且系统只需要很少的外部元件。

LTC4410 USB电流比较器输出(USBP)驱动外部p通道MOSFET的栅极，当存在有效的USB电压时，断开电池与USB系统的连接。这使得设备在连接到USB端口时可以运行，而不管电池的状态(即使电池已耗尽)。拔掉USB线缆后，系统恢复为电池供电。

电池优先充电

LTC4410在非usb应用中也很有用。一个典型的例子是有两个插槽的壁挂式充电器，一个用于手机，另一个用于备用电池。这里的挑战是尽可能快地给两块电池充电，同时给其中一块电池优先充电。当手机和备用电池都在充电座上时，手机里的电池充电更快，利用墙上适配器的所有可用电流。当手机中的电池接近充满电并且其电流需求减少时，备用电池开始充电。

图2显示了满足这一挑战的电路。优先充电器的电流流经LTC4410。一个等于(优先充电器电流)/1000的复制电流从LTC4410 CHP引脚流入电池充电器2 PROG引脚，将非优先充电器电流减少到零。当BAT 1接近完全充电时，优先充电器减少了电池的电流，从而减少了CHP引脚流出的电流，从而允许第二个电池充电。如图3所示为全电池充电周期。

每个充电器的R(PROG)电阻为2k欧姆，等于750mA的电池充电电流，这是墙壁适配器的额定电流。LTC4410上不使用MODE和USBP引脚。MODE引脚被绑高，禁用其功能，而USBP引脚则打开。选择LTC4053上的定时器电容器，使bat1的定时器为3小时，bat2的定时器为4.5小时。

结论

LTC4410和LTC4053提供了一个完整而紧凑的解决方案，可以通过USB电缆为电池充电，也可以通过标准的墙壁适配器优先为两个电池充电。