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双单片理想二极管管理多个电源输入的技术方案

来源:analog 发布时间:2024-01-15

摘要: LTC4413双单片理想二极管有助于减小尺寸,提高手持式电池供电设备的性能和可靠性。它是一个单芯片解决方案,可以自动选择和隔离多达三个电源。

LTC4413双单片理想二极管有助于减小尺寸,提高手持式电池供电设备的性能和可靠性。LTC4413是一种单芯片解决方案,可以自动选择和隔离多达三个电源;比如一个墙上适配器,一个辅助电源和一个电池。它为可能需要短路保护、热管理和系统级电源管理和控制的苛刻应用提供了低损耗自动PowerPath 管理解决方案。

LTC4413包含两个隔离的低压(2.5V至5.5V)单片理想二极管。每个理想的二极管通道提供低正向压降(当传导低电流时通常低至40mV)和低RDS(ON)(下面100毫欧),当传导高电流时,这些特性对于延长电池寿命和减少便携式应用中的热量非常重要。此外,每个通道能够从一个3mm × 3mm的10引脚DFN封装中提供高达2.6A的连续电流。限流和热关闭功能进一步提高了系统的可靠性。

三路供电电源管理

图1显示了将LTC4413配置为自动从电池切换到USB电源或墙壁适配器的原理图。该电路为负载提供不间断的电力,同时隔离所有三个电源,当另外两个电源中的任何一个存在时,允许用户移除电池而不影响负载电压。该电路利用LTC4413提供低损耗不间断电源,同时自动优先考虑应连接到负载的源。


图1所示。自动切换从电池到USB电源或墙壁适配器。

参考图1,如果在没有USB电源的情况下应用墙壁适配器,则MP1中的主体二极管正向偏置,将输出电压拉到电池电压以上,并关闭连接在INA和OUTA之间的理想二极管。这导致STAT电压下降,打开MP1。然后负载从墙上适配器吸取电流,电池与负载断开。如果USB存在,当墙壁适配器被移除,输出电压下降,直到USB电压超过输出电压导致STAT电压上升,禁用外部fet;然后USB为负载提供电源。在没有USB电源的情况下,当墙壁适配器被移除时,负载电压下降,直到电池电压超过负载电压,同样导致STAT电压上升并禁用MP1;然后电池提供负载电源。

当应用USB电源时,ENBA的分压器禁用从电池到OUT的电源路径。USB然后提供负载电流,除非墙上适配器如上所述。

自动切换之间的电池和墙壁适配器与电池充电器

图2演示了一个应用程序,其中LTC4413执行自动将负载从电池切换到墙壁适配器的功能,同时控制LTC4059A电池充电器。当没有墙上适配器时,LTC4413将负载连接到锂离子电池。在此配置中,STAT电压高,从而禁用电池充电器。如果连接墙壁适配器,负载电压上升,从INB到OUTB的理想二极管导通。一旦负载电压超过电池电压,电池与负载断开,STAT电压下降,打开LTC4059A电池充电器并开始充电周期。


图2。自动切换从电池到墙壁适配器与电池充电器。

当墙壁适配器被移除,负载电压崩溃,直到它低于电池电压。电池恢复为负载供电,STAT引脚掉落使电池充电器失效。

结论

LTC4413在高性能电池供电应用中实现自动PowerPath管理功能。本文描述的应用具有额外的好处,即当备用电源为负载供电时,可以在不干扰负载电压的情况下更换电池。与不允许在不影响负载功率的情况下更换电池的替代解决方案相比,该功能展示了LTC4413的优势。

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