USB供電的充電電路圖及原理介紹

鎳氫電池充電電路

盡管鋰離子電池能為大多數便攜裝置提供最好的性能，但NiMH(鎳氫)電池仍然是低成本設計的可行選擇。在負載要求不是太嚴格時(shí)，保持低成本的一個(gè)好方法是用NiMH電池。這需要一個(gè)DC-DC變換器升壓，一般從1.3V電池電壓提升到器件可用的電壓(一般為3.3V)。由于任何電池供電器件需要穩壓器，所以，DC-DC變換器僅僅是一個(gè)不同的穩壓器。

圖6所示電路，用獨特的方法為NiMH電池充電，并且不用外部FET在USB輸入和電池之間切換系統負載?！俺潆娖鳌睂?shí)際上是一個(gè)工作在電流限制下的DC-DC升壓變換器(U1)。以300和400 mA之間的電流為電池充電。盡管沒(méi)有精密的電流源，但它具有適當的電流控制，甚至在電池短路時(shí)也能夠保持電流控制。DC-DC充電拓撲相對于一般線(xiàn)性方案的最大優(yōu)勢是能有效地利用有限的USB電源資源。在以400mA電流NiMH電池充電時(shí)，電路從USB輸入僅汲取150mA。而充電時(shí)剩余350mA用于系統。

二極管D1實(shí)現從電池到USB的負載拉出。不連接USB時(shí)，升壓變換器產(chǎn)生3.3V輸出。連接USB時(shí)，D1上拉DC-DC升壓變換器(U2)輸出到4.7V左右。當U2輸出上拉時(shí)，它自動(dòng)關(guān)閉而從電池汲取的電流小于1mA。在USB連接時(shí)，若對于輸出從3.3V變換到4.7V不能接受,則可以加入一個(gè)與D1串聯(lián)的線(xiàn)性穩壓器。

此電路的限制是依靠系統來(lái)控制充電結束。U1僅僅做為一個(gè)電流源，若長(cháng)期不管它，它將會(huì )過(guò)充電電池。R1和R2置U1的最大輸出電壓為2V，做為安全限值?！癈harge Enable”(“充電使能”)輸入起到系統結束充電作用以及枚舉前降低USB負載電流的作用，這是由于充電器的150mA輸入電流大于一個(gè)負載?！?P class=MsoNormal style="PADDING-RIGHT: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-BOTTOM: 0px; MARGIN: 0cm 0cm 0pt; WORD-SPACING: 0px; FONT: 14px/28px 宋體, arial; TEXT-TRANSFORM: none; COLOR: rgb(0,0,0); TEXT-INDENT: 3em; PADDING-TOP: 0px; WHITE-SPACE: normal; LETTER-SPACING: normal; BACKGROUND-COLOR: rgb(255,255,255); orphans: 2; widows: 2; -webkit-text-size-adjust: auto; -webkit-text-stroke-width: 0px">　

圖4 SOT-23功率MOSFET可增加有用的性能(如過(guò)壓保護和加外電源時(shí)斷開(kāi)電池)。當電池充電無(wú)負載時(shí)，有效電源直接驅動(dòng)系統。

圖5 簡(jiǎn)單的設計使USB電源不直接接到負載，而是由DC輸入到負載。當USB連接時(shí)，系統仍然由電池供電，而電池也正在充電。

圖6 簡(jiǎn)單的NiMH充電/電源配置自動(dòng)傳送電源到USB，而設有復雜的MOSFET開(kāi)關(guān)陣列。