高集成度电池充电器 IC 用例:无线扬声器

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在本用例中,我们将全集成开关充电 IC用于无线扬声器。

大功率无线扬声器等电气设备都需要多电池组来处理峰值放电功率。而多电池充电器的传统解决方案由多个分立功率 MOSFET 和多个辅助组件组成。

在传统的分立式解决方案中,设计人员至少需要两个功率 MOSFET 用于充电器的 DC/DC 变换器:一个功率 MOSFET 用于防止电池电源回流到输入端;如果需要电池的电源路径管理功能,则还需要另一个MOSFET。包含了传感电路、补偿电路、PWM 发生器和驱动器的控制回路也必不可少。 另外,还需要提供保护电路、指示输入源或操作条件任意变化的电路,以及其他功能电路。

繁多的分立元件将导致设计过程过于复杂,缺乏灵活性,并且电路板尺寸过大,以及BOM 成本过高。

MP2759是一款高度集成的开关充电器,专为 1 至 6 节串联锂离子、锂聚合物和磷酸铁锂电池组的充电应用而设计。该 IC 将三个功率 MOSFET 以及可编程模拟控制电路集成到一个 3mmx3mm 的封装中,只需很少的外部组件即可实现安全可靠的运行。

这种全集成解决方案提高了转换效率、缩短了上市时间并节省了设计成本,同时还支持可编程充电参数。由于扬声器具有较高的峰均负载曲线,MP2759 除了正常的充电功能外,还提供输入电流和电压监测功能。在为电池充电的同时,扬声器也可以通过适配器获取电力,它会通过降低充电电流来智能调节输入电流,然后在使用功率降低时增加电流。MP2759 仅用一个外部 FET 即可实现这种电源路径管理操作,即使电池深度放电,扬声器仍可以直接通过壁式适配器获取电力。这种方案具有以下三个主要优势:

  1. 无论电池电压如何,扬声器都可以立即开机,而不必等待电池充电至最低水平。
  2. 系统设计师可以采用额定功率较低的壁式适配器,它只需为最大扬声器负载供电,而无需考虑系统功率和电池功率的组合。
  3. 随着电池充电次数的增多,电池容量会自然衰减。而 MP2759 的电源路径管理架构允许扬声器在电池充满电后,继续从壁式电源中汲取能量,从而最大限度地减少了充电循环次数。

其它附加功能包括:

  • 可编程输入电流限制调节
  • 可编程电池充电温度范围
  • JEITA 配置实现电池温度监控和保护
  • 高达 36V 的工作输入电压和 40V保护
  • 高达 3A 的可编程充电电流
  • 支持最多6节电池串联,每节电池都具有 3.6V/4.0V/4.1V/4.15V/4.2V/4.35V/4.4V调节电压
  • MPPT 输入最小电压调节
  • 支持 OR 选择电源路径管理,以实现在电池电量不足的情况下立即启动
  • 0.5% 的电池调节电压精度
  • 450kHz 或 700kHz 开关频率
  • 集成反向电流阻断 FET 和降压开关 FET
  • 内部环路补偿
  • 充电操作指示灯
  • 输入状态指示灯
  • 电池过压保护
  • 安全充电定时器
  • 芯片过热保护