帶有線路補(bǔ)償功能的車載USB充電器電路設(shè)計(jì)

　　隨著智能手機(jī)和平板電腦的普及以及隨之而來(lái)的高功耗，此類設(shè)備的電池大多只能保持一天的使用。越來(lái)越多的場(chǎng)合和設(shè)備配備了一個(gè)或多個(gè)USB充電端口，而車載USB充電器是其中重要的組成部分。由于車身體積較大，車內(nèi)線路較長(zhǎng)，USB充電端口的電壓可能隨著線路的阻抗而減小從而造成充電電流不足。介紹了一種帶有線路補(bǔ)償功能的車載USB充電器的設(shè)計(jì)，使得USB充電端口的電壓隨著電流的增大而提高，實(shí)現(xiàn)了USB充電電壓的恒定，保證了USB端口的充電電流。

　　DC/DC Buck 變換器：設(shè)計(jì)主功率級(jí)采用了TI LM25117-Q1控制的同步Buck變換器。LM25117-Q1是一款汽車級(jí)產(chǎn)品，它提供了功率電路所需要的各種保護(hù)，包括可調(diào)節(jié)輸入欠壓，過(guò)流及短路以及過(guò)溫保護(hù)。另外，LM25117-Q1可以模擬二極管控制，通過(guò)外部設(shè)定，使得同步buck變換器在輕載時(shí)候模擬二極管工作，在檢測(cè)到下管有反向電流時(shí)，關(guān)閉下管，提高了變換器的輕載效率。

　　充電管理電路：一款帶有線路補(bǔ)償?shù)腢SB充電器的設(shè)計(jì)方案。給出了線路補(bǔ)償?shù)挠?jì)算方式以及mathcad的設(shè)計(jì)過(guò)程。輸出充電管理TPS2546-Q1是一款汽車級(jí)產(chǎn)品，具有集成的USB 2.0 高速數(shù)據(jù)線路（D+/D-） 開(kāi)關(guān)的USB 充電端口控制器和電源開(kāi)關(guān)。TPS2546-Q1支持BC1.2的SDP/CDP， DCP模式，也支持非BC1.2標(biāo)準(zhǔn)的快速充電模式，比如D+/D-分配模式2.0V/2.7V和2.7V/2.0V、D+/D-1.2V模式。在本設(shè)計(jì)中，TPS2546-Q1配置成DCP-Auto模式（CTL1=0， CTL2=1， CTL3=1， ILIM_SEL=1）， 該模式支持BC1.2 DCP及非BC1.2標(biāo)準(zhǔn)快速充電模式的自動(dòng)切換，能支持目前世界上主流智能手機(jī)、平板電腦快速充電。處于該模式下，當(dāng)充電電流超過(guò)負(fù)載檢測(cè)電流閾值（ILD典型值700mA）時(shí)，STATUS被拉低，LED燈D3會(huì)點(diǎn)亮。當(dāng)充電電流下降到典型值650mA，3秒之后，D3會(huì)熄滅。根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)，選在22.1kΩ的電阻R11連接到ILIM_HI腳，設(shè)置限流值典型值為2.275A，最小值為2.12A，最大值為2.43A，以支持最大12W（5V，2.1A）的充電功率。