單功能充電IC的外置電流通路電路解析

電流通路電路

電流通路功能是指在給電池充電過程中，可以同時從輸入電源（USB等）向系統端直接供電的功能。能同時為電池進行充電并且運作系統。最適用于邊充電邊使用通信功能的設備和備用電路等。

課題與目的

沒有電流通路的狀態

不論是否連接了USB等輸入電源，都經由電池向系統端供電，由于負載的使用電流需反復進行電池的充放電，很快就能導致電池惡化。

連接輸入電源時：經由充電IC向系統端供電，最大電流受到充電電流的限制。

使用電流通路電路所具有的優點

通過追加電流通路電路，電池的充電路徑與向系統端供電的路徑互相獨立。請看一下優點。

減少由于負載電流反復進行電池的充放電，抑制了電池惡化。

連接輸入電源時：最大電流不受充電電流的限制為系統端提供電流。

本資料介紹了使用了外置元件的電流通路電路的實裝方法、優點和缺點、動作概要。

實裝方法

在此說明即使是未搭載電流通路功能的充電IC，僅由少量的外置元件即可實現電流通路功能的方法。

圖1. 外部電流通路構成

優點

即使是沒有電流通路功能的廉價充電IC也能在充電中使用系統。

通過減少鋰離子/鋰聚合物電池的充放電周期防止電池惡化。

在USB連接時，不經由電池為系統供電，能提供大于充電電流的電流。

缺點

與搭載了電流通路功能的充電IC相比，外圍電路增大。

動作概要

在此，對外置電流通路電路進行連接輸入電源時與未連接輸入電源時的動作說明。

連接輸入電源時

路徑1：從輸入電源經由SBD，為負載端提供電流。

路徑2：從輸入電源經由充電IC，為鋰離子/鋰聚合物電池充電。

圖2. 連接輸入電源時的電流路徑

在連接輸入電源時不經過電池即可為負載供電，所以可以提供充電IC的充電電流或鋰離子/鋰聚合物電池的最大放電電流以上的電流。

同時為鋰離子/鋰聚合物電池進行充電，在連接USB時為電池充電，未連接USB時從已充電的電池供電工作。

USB連接時，鋰離子/鋰聚合物電池與負載端之間的Pch FET為OFF。

Pch FET的Source連接在電位高的系統一側，電流不會經寄生二極管向鋰離子/鋰聚合物電池流動。

圖3中表示了連接輸入電源時的動作波形。

從上述動作波形可確認同時向負載提供電流，還能為電池充電的狀態。此外，VIN的電壓與系統的電壓之間存在的電壓差，是由于SBD降低的VF值。

未連接輸入電源時

路徑1：Pch FET為ON，從電池經由Pch FET供電。

圖4. 未連接輸入電源時的電流路徑

請注意，未連接輸入電源時，從電池向負載端提供電流，請注意電池的最大放電電流成為負載電流的最大值。

在圖5中表示了沒有輸入電源時的動作波形。

圖5. 喪失輸入電源時的動作波形

可以確認，在喪失輸入電源時，從電池向負載提供電流。電池電流的負值是表示從電池放電。

可供使用的產品一覽表

結論

即使是未搭載電流通路功能的廉價充電IC，通過提供添加少量的外置元件，即可實現電流通路功能，并且防止電池惡化、延長使用壽命、并且不受充電電流限制。

審核編輯：湯梓紅