3G手機中的電源管理趨勢(04-100)

　　給電池充電

　　事實上所有3G手機都在將鋰離子電池作為其主要電源，但由于散熱及空間有限，故必須仔細考慮應(yīng)選用何種類型的電池充電器，以及需要有哪些特性才能對電池進行安全及精確的充電。

　　消除 “熱點”但仍能快速充電及保持非常小的設(shè)計。線性鋰離子電池充電器的一個明顯趨勢是繼續(xù)減少封裝尺寸，但不太明顯的趨勢是在充電周期(尤其在高電流)用來冷卻IC所需的空間或通風(fēng)。充電器功耗可提高IC的結(jié)溫，而這種溫度的升高再加上環(huán)境溫度可達到足夠高的水平，使IC過熱并降低電路可靠性。此外，如果過熱，很多充電器會停止充電周期，且只有當結(jié)溫下降后才恢復(fù)工作。如果高溫條件繼續(xù)存在，則這種 “停止和開始”的循環(huán)往復(fù)也將繼續(xù)發(fā)生，從而延長充電時間。為減少這些風(fēng)險，用戶只能選擇通過減少充電電流來延長充電時間或增加多些板面積來散熱，從而由于增加PCB散熱面積及熱保護材料而增加整個系統(tǒng)成本。

　　對此問題有兩種解決方案。首先，需要一種智能型線性鋰離子電池充電器，這種充電器不必為擔心散熱而犧牲PCB面積、并采用一種可監(jiān)視其自身結(jié)溫以防止過熱的小型熱增強型封裝。如果達到預(yù)置溫度門限，充電器能自動減少充電電流來限制功耗，從而使芯片溫度保持在一個安全水平。第二種解決方案是采用一種即使充電電流很高也幾乎不發(fā)熱的充電器，這要求使用脈沖充電器，它是一種完全不同于線性充電器的技術(shù)。脈沖充電器依靠經(jīng)過良好穩(wěn)壓及電流受限的墻接式適配器來充電。

　　解決方案一 ：采用LTC4059A 2mm x 2mm線性電池充電器

　　LTC4059A是一款無需使用三個分立功率組件的單節(jié)鋰離子電池線性充電器，可快速充電而不用擔心系統(tǒng)過熱;監(jiān)視電路則負責報告充電電流值，并指示充電器何時與輸入電源連接。它采用在可能情況下最小的封裝但并沒有犧牲散熱性能。整個方案僅需兩個分立組件(輸入電容器及一個充電電流編程電阻)，而占位面積僅為2.5mm x 2.7mm。

　　LTC4059A的2mm x 2mm DFN封裝只有SOT-23封裝一半的占位面積，并能提供大約60℃/W更低的熱阻，以提高散熱效率。通過適當?shù)腜CB布局及散熱設(shè)計，LTC4059A可從5V輸入上以高達900mA的電流對單節(jié)鋰離子電池安全充電。此外，設(shè)計時還不需考慮最壞情況下的功率耗散，因為LTC4059A采用了專利的熱管理技術(shù)，可在如環(huán)境溫度過高的高功率條件下自動減少充電電流。

　　解決方案二 ：帶過電流保護功能的LTC4052脈沖充電器

　　LTC4052是一款用于單節(jié)4.2V鋰離子/鋰聚合物電池充電的單片、全集成脈沖充電器。LTC4052的功耗大約為280mW，并能從5.25V輸入上以0.8A電流快速充電，而線性充電器解決方案的功耗則高達1.8W。不像以電感器來獲得高效率及低散熱的開關(guān)充電器，LTC4052采用無電感器型設(shè)計。利用LTC4052設(shè)計的700mA至2A鋰離子/鋰聚合物電池充電電路僅占70mm2的面積 ，且高度低于1.7mm。通過將功耗減至最低水平，LTC4052可放寬對終端設(shè)備的熱設(shè)計要求，因此可采用更小的封裝、更低的散熱氣流及更小的PCB面積，且能消除熱點以及對散熱片及風(fēng)扇的需要。

　　LTC4052要求用一個電流受限的墻LTC4052要求用一個電流受限的墻接式適配器來控制充電電流值。它還配備有過流保護以便在偶然使用較高電流或故障墻接式適配器時能提供保護。LTC4052為一款全集成脈沖充電器，無需使用外部MOSFET或隔離二極管 (如圖5所示)。這是一款帶集成C/10檢測、充電狀態(tài)指示、充電結(jié)束定時器、墻接式適配器檢測及過流保護的獨立充電器IC。LTC4052可在4.5V至12V輸入源上工作，并具有1% 飄移電壓精度。

　　結(jié)語

　　隨著在3G手機中的特性不斷增加，凌特繼續(xù)推出各種創(chuàng)新的IC，使這些手機不僅能保持其當前的外形尺寸，而且還不用犧牲性能、可靠性及電池使用壽命?！?/p>