電池充電器IC的改進使移動手機功能的同步快速增長

　　今天是一個全球無線互聯的時代，幾乎沒有什么比保持智能手機或移動互聯網設備的充電那么重要。不斷改善的便攜式和手持式設備擴展的功能帶給電池充電器集成電路(IC)設計人員一個嚴峻的挑戰。高分辨率屏幕和更大的存儲能力結合電池所具備的新功能，都需要電池充電器技術不僅更高效，還要能夠管理電源分配。

　　功耗的優化可以延長電池壽命，這一直是手持式電源管理的動力。但是，當把手持式設備的充電器插座插進墻壁時，怎樣的改變才是這些設備期望的效率呢?最新一代設備的設計采用了高效率的開關充電器，以取代傳統的線性充電器。當對電池充電時，現在客戶不斷要求更短的充電時間。使用開關充電器解決方案可以比傳統的線性充電器有更高的效率，此外，一個重要優勢是能夠提高由電源提供的充電電流。在USB端口斷電時，可用的電流可能被限制在不到500mA，這個優勢尤其重要。充電電流越高，充電時間就越短，因此可以滿足客戶的期望。

　　現在，大多數手持式設備都采用了兩種電池充電器，一種是線性充電器，另一種是開關裝置。線性充電器已有較長的歷史。這類充電器通常具備一個比較有效的、簡單的方法為便攜式設備充電，噪聲最小，又沒有很多外部元件。但是，便攜式設備已變得越來越復雜，增加了很多新的功能，所以需要更高的電池容量。很明顯，如果用戶想要在使用設備的同時給充電，由于功耗的緣故，線性充電器存在著一些弊端。在使用的同時充電所產生的熱量可能損壞系統或電池。這不是一個好現象。

　　另一種選擇是開關裝置或開關模式電池充電器IC，它可以為電池提供更高水平的電流，而需要盡可能少的電力。從過往的經驗看，這類IC曾經存在一些噪聲問題。此外，前幾代的一些開關式裝置還需要更多的外部元件。

　　然而，開關式電池拓撲結構的優勢也是顯而易見。這些優勢包括更高的效率和更低的功耗，還有更短的充電時間。這些裝置還能利用較高的輸入電壓充電，可以使用成本較低的非穩壓適配器。這類裝置可以提高來自限流電流源的充電電流。

　　在輕負載運行時，開關充電器通常會產生噪聲，特別是在預處理過程中。隨著電流的減少，許多開關充電器可進入眾所周知的脈沖省略(pulse skipping)運行。在脈沖省略中，PWM頻率變為異步。目前開發的電池充電器IC可提供高充電電流，對使用開關充電器的系統的熱影響也最小，然后可以在低電流充電模式下切換到線性充電器，以盡量減少噪聲。這種類型的線性模式的PWM開關模式充電器有了長足的發展，可以在全恒流(快速充電)率下實現高效率。開關充電器可以利用PWM開關穩壓器控制高達2A的大恒流充電。它可以自動切換到線性模式，對電池進行預處理，并接近恒壓減流充電(taper charge)模式的目標，從而降低噪聲，并利用開關模式加快充電。一旦充電電流值低于300mA，線性模式即完全取消，同時限制開關轉換器產生的噪聲。