基于線性化充電器的系統設計
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圖3：充電器級將外部供電源與電池和系統隔離
如圖3所示的拓撲可實現強健的設計，其充電器級整合了輸入過電壓保護(OVP)功能，可監測輸入電壓并在探測到直流過電壓狀態時使充電器級失效。當充電器級失效時，系統的供電總線與適配器的輸出完全隔離。對于5V的穩壓適配器，輸入過電壓保護限制通常設定為6.5V。bq2406X系列提供了6.5V及10.5V的選項以同時適應于穩壓及非穩壓型的適配器。
為隔離并保護系統及電池免受外部電源瞬變過電壓狀態的損害，充電器級應具有約2倍于一般額定適配器電壓的輸入電壓限定范圍。
需要注意的是，在上述所討論的拓撲中，若最小化系統電流（例如待機[stand-by]模式下）高于結束(termination)電流限，則可能產生潛在的鎖定(lock out)狀態。在系統電流超過結束電流限之時，終止將無法進行檢測。安全計時器將被激活，充電器級將在電池充至滿容量之前就掉電(power down)。為解決該潛在的問題，bq2406X系列針對設備在電池充電器開啟時高功率模式，提供了失效及安全計時器選項，以及充電終止功能。
散熱管理及失效保護
線性化充電器中至系統供電總線的高輸入電壓差分將導致芯片溫度上升，乃至超過最大結點溫度(junction temperature)值并產生熱燒毀。為避免該問題，此類設計必須考慮強健的散熱管理配置，同時包括了熱關斷(thermal shutdown)及熱調節(thermal regulation)。
依照一般的規則，所有的集成充電器IC都必須具有熱關斷，一旦IC的內部結點溫度超過最大結點溫度值，熱關斷將被觸發，以確保運轉過程中不會產生熱燒毀。在典型的應用中，當充電電流1A而充電電壓高于電池電壓2-3V時，熱關斷將被激活。激活狀態下，熱關斷電路將關閉充電器功率級，以避免熱燒毀。通常的熱關斷電路都具有設計上的滯后效應。當芯片溫度降低，功率級方可重新開啟。若芯片溫度再度上升，熱關斷電路將再次被觸發。其散熱所維持時間可達數秒，取決于PCB的布板，此類工作模式在以充電狀態LED指示時一般被稱為“閃光”（flashing）模式。
為解決此類散熱問題，可添加一個散熱回路，以降低充電電流，確保IC結點溫度低于熱關斷限。如圖3所示，bq2406X系列線性化充電器添加了散熱回路以支持運轉。散熱回路在激活狀態下可有效的降低充電電流，降低充電器級供電MOSFET的功耗。
圖4：散熱回路在輸入電壓瞬變情況下的運轉
需要注意到，具有散熱回路的線性化充電器在輸入電壓過高的情況下，充電電流可降至非常低的值。在此類狀況下，失效終止(false termination)可針對充電電流是否降至低于結束限進行檢測。為避免此問題，bq2406X將在散熱回路激活時使終止失效。
動態計時器控制
充電安全計數器用于檢測失效狀態，如果充電周期持續超過正常狀態下所期望的總體時間，且充電電流等于額定的快速充電電流，則判斷失效。在散熱回路激活狀態下，充電電流降低。若是散熱回路在較長的一段時間內被激活，那么失效安全計數器的錯誤狀態即可觀察得出。為避免不期望的錯誤狀態，bq2406X充電器IC采用了動態計時器控制(DTC)，其內置電路通過編程調整計時終止輸出的時間值，降低安全計數器的時鐘效率。DTC電路將在散熱回路被激活時同時啟動。
散熱調節功能，并結合DTC電路，提供了強健的散熱管理及失效保護配置，以保護充電器級和系統免遭瞬變或其它過電壓狀態所造成的散熱錯誤。
結論
在此所討論的便攜式設備在廠商之間存在著激烈的競爭，且持續著革新及差異化。隨著便攜式設備所安置的使用環境越來越嚴苛--例如，在炎熱的夏日將電話放置在汽車內充電，或是插入了廉價的配件供貨或錯誤的適配器--終端用戶將延續其在強健性及穩定性方面對便攜式設備的挑戰。一類產品與其它產品的主要區別體現在當出現上述不期望的狀態時，設備的穩定性、可靠性以及強健性。本文引用地址：http://www.104case.com/article/180538.htm
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