應該使用什么樣的拓撲？

　　您需要研究的第一個參數是充電電流。對于一些小型應用來說，例如：充電電流介于25Ma 到150mA 之間的藍牙TM耳機等，最佳解決方案幾乎都是線性充電器。這些應用一般都具有非常小的體積，無法為開關的更多組件提供額外空間。另外，由于其非常低的功耗要求，功耗帶來的溫升可以忽略不計。對于手機應用來說，充電電流一般在350-700mA 范圍以內。在這種范圍中，很多時候線性解決方案仍然非常有效。由于它們通常都為低成本手機，其成本壓力更大，因此線性充電器便成為一種理想的解決方案。智能手機應用的電池體積較大，且充電電流需求大于1.5A，這時使用開關解決方案則更加合理。1.5A 電流條件下，溫升會非常大。例如，使用一個線性充電器通過5V 適配器對一塊3.6V 電池充電時，效率為72%。首先，這個效率聽起來似乎不太壞。如果您從功耗的角度來看它，這種應用要消耗約2W。在一個熱阻 （ΘJA） 為40°C/W 的應用中，芯片溫度上升80°C。在40°C 環境溫度下，電路板溫度會上升至120°C，其對手持設備來說是不可接受的。在極低電池電壓（即3 V）下，這一問題甚至會變得極端嚴重。相同3V 條件下，溫度升至120°C。讓我們來看相同條件下的開關解決方案，使用一個單體電池IC 充電器時，效率上升至約85%。使用一塊3.6V 電池時，功耗低于1W，從而帶來40°C 的溫升。3V 時這種改善更加明顯。假設3V 輸出時的效率為80%，則功耗低于800 mW，因此溫升會更低（約32°C）。這些智能手機的體積一般可以容許稍大一點的解決方案，并且能夠承受開關模式解決方案相關的稍許成本增加。

　　為任務選擇正確的IC

　　在您已經完成您的初步熱分析并且選好充電器拓撲以后，您便可以轉到選擇應用的最佳IC 上來。新型的電池充電器解決方案集成了許多特性，可以利用它們改善系統的性能。諸如輸入過壓保護、電源路徑管理 （PPM）、VIN_DPM、散熱穩壓、負溫度系數熱敏電阻 （NTC） 監測和USB 充電等特性，都被集成到許多電池充電器IC 中。大多數單體電池充電器解決方案都已將要求FET 集成到了器件中，旨在節省電路板面積。

　　輸入過壓保護（單輸入與雙輸入對比）

　　在當今的市場上，USB 電源已經成為最為常見的電源，因此通過USB 電源充電已經成為一種必然性。市場已經從使用專門AC 適配器和單獨USB 接口的初始雙輸入轉變為將一個USB 接口既作為墻上電源適合器接口使用，也作為使用相同線纜的USB 數據輸入接口的單輸入解決方案。這樣便導致一種從雙輸入解決方案向單輸入解決方案的轉移。單輸入在接口方面存在許多挑戰。由于存在如此多的配件市場適配器解決方案和一種通用接口，輸入端必須要能夠在無損壞的情況下承受更高的電壓。由于電池充電器始終連接到輸入端，因此充電器對所有下游電路實施過電壓狀態保護是有道理的。為了實施這一功能，市場上出現了許多能夠承受20V 甚至30V 電壓的解決方案。另外，這些器件都具有過電壓保護 （OVP） 電路，其在輸入超出OVP 閾值時阻止器件運行。這樣便進一步保護了下游電路，使其免受潛在的瞬態過電壓狀態損壞。

　　目前，隨著綠色輸入（即太陽能電池）或無線充電的出現，應用又再一次向雙輸入要求轉移。根據具體的應用要求，兩種配置結構都可以使用。

　　電源路徑管理/最小系統電壓

　　電池充電器的一般方法是將系統直接連接到電池，讓充電器同時為電池和系統供電。然后，對系統的總電流進行穩壓，這樣做存在幾個問題。特別是低電池電量啟動、終止干擾和早期計時器超時等問題。電源路徑管理通過對電池電流和系統電流進行分別監測，消除了這些問題［2］。

　　圖 2 傳統拓撲結構舉例

　　圖 3 電源路徑拓撲結構舉例

　　最低系統電壓

　　使用傳統方法時，系統電壓始終與電池相同。因此，電池深度放電時，在電池充電到某個可用電平以前系統都不會啟動。利用PPM，可對系統電壓單獨穩壓，將其與電池電壓區分開來。這就意味著可以實現最低系統電壓，其與電池電壓無關。對用戶而言，這就意味著連接適配器的同時他們便可以使用設備，假設條件是其具有足夠的功率來驅動系統。如bq25060 等器件就具有這種功能。