ADI可穿戴式设备充电方案解析

adp5090是一款集成式升压调节器,可转换pv电池或teg的直流电源。 该器件可对储能元件(如可充电锂离子电池、薄膜电池、超级电容和传统电容)进行充电,并对小型电子设备和无电池系统上电。
adp5090提供有限采集能量(从16 µw到200 mw范围)的高效转换,工作损耗为亚µw级别。 利用内部冷启动电路,调节器可在低至380 mv的输入电压下启动。 冷启动后,调节器便可在80 mv至3.3 v的输入电压范围内正常工作。
通过检测vin引脚上的输入电压,控制环路可将输入电压纹波限定在固定范围内,从而保持稳定的dc-dc升压转换。 vin ocv检测和输入电压的可编程调节点允许最大限度地提取pv电池或teg采集器的能量。 可编程最低工作阈值(minop)可在低光照条件下实现升压关断。 此外,dis_sw引脚还能暂时关断升压调节器,并且对rf传输友好。
adp5090的充电控制功能保护可充电储能器,实现方法是通过可编程充电端接电压和关断放电电压监控电池电压。此外,可编程pgood标志监控sys电压。
可选原电池可通过集成式电源路径管理控制模块连接和管理,该模块自动开关来自能量采集器、可重复充电电池和原电池的电源。
adp5090是一款超低功耗同步升压dc-dc调节器,采用3 mm × 3 mm紧凑型lfcsp_wq封装。 adp5090输入电压为0.38 v至3.3 v,集成功率开关、同步整流器和电池管理功能,只需极少的外部器件便可实现高效率解决方案。
adp5090评估板可轻松评估该器件。 本用户指南描述如何快速设置电路板,以及如何使用外部电阻分压器向sys输出端提供最高3.5 v电压。 只要bat引 脚上的存储元件电压高于2.4 v外部编程setsd,内部开关便会开启。当sys斜升至3 v时,pgood指示器切换至高电平。
优势和特点
集成最大功率点跟踪(mppt)功能的升压调节器
迟滞控制器可实现最佳的超轻负载效率
320 na超低静态电流(cbp ≥ minop)
260 na超低静态电流(cbp 《 minop)
输入电压范围:80 mv至3.3 v
通过电荷泵实现380 mv(典型值)冷启动
mppt开路电压(ocv)检测
针对光伏(pv)或热电发生器(teg)能量源的可编程mppt比
minop引脚可编程关断点
储能管理
可编程电压监控器(2.2 v至5.2 v)支持充电并防止过度充电或过度放电
针对连接back_up引脚的可选备用原电池提供电源路径管理
rf传输友好
通过微控制器(mcu)进行通信的暂时关断升压调节器
应用
光伏(pv)电池能量采集
teg能量采集
由太阳能电池板供电的电池调节器
工业监控
自供电式无线传感器设备
具有能量采集功能的便携式和可穿戴式设备
以下简单介绍一下adp5090的应用电路:
产品特性
集成最大功率点跟踪(mppt)功能的升压调节器
迟滞控制器可实现最佳的超轻负载效率
320 na超低静态电流(cbp ≥ minop)
260 na超低静态电流(cbp 《 minop)
输入电压范围:80 mv至3.3 v
通过电荷泵实现380 mv(典型值)冷启动
mppt开路电压(ocv)检测
针对光伏(pv)或热电发生器
(teg)能量源的可编程mppt比
minop引脚可编程关断点
储能管理
可编程电压监控器(2.2 v至5.2 v)支持充电并防止过度充电或过度放电
针对连接back_up引脚的可选备用原电池提供电源
路径管理
rf传输友好
通过微控制器(mcu)进行通信的暂时关断升压调节器
应用
pv电池能量采集
teg能量采集
由太阳能电池板供电的电池调节器
工业监控
自供电式无线传感器设备
具有能量采集功能的便携式和可穿戴式设备
adp5090引脚配置和功能描述
工作原理
adp5090集成一个纳米电源升压调节器以及一个储能元件管理控制器。它能转换低压、高阻抗直流源的输出功率,比如pv电池、teg和压电模块。器件将电能储存在带有储能保护的可充电电池或电容中,并向负载提供电源。它还能控制原电池到系统的一条额外电源路径。
adp5090集成一个冷启动电路、一个内置mosfet的同步升压控制器、一个内置开关的电荷控制器以及备用电源路径开关。外部信号可暂时停止升压操作,防止rf传输干扰。
备用储能路径
adp5090提供一条备用储能路径、一个集成式备用控制器以及back_up引脚和sys引脚之间的两个背靠背电源开关。当系统在采集与存储的能量周期性不足的条件下工作时,可将备用储能元件连接至back_up引脚。当sys电压超过1.5 v(典型值)时,使能备用控制器。当back_up引脚电压高于bat引脚电压时,开启back_up引脚与sys引脚之间的内部电源开关。当back_up引脚电压低于bat引脚电压时,关断内部电源开关。bat引脚的比较器输入失调电压(185 mv典型值)防止输入源和bat引脚对back_up引脚充电。
此外,备用储能元件可以通过浪涌电流保护电路旁路冷启动。当系统电流超过内部限流(400 ma典型值)时,back_up开关关断。说明电源路径的工作状态。对于长期储能模式,可移除备用储能元件,然后将sys放电至地。
adi电池充电器ic系列支持锂离子电池监控、pv电池能源采集、工业监控、可穿戴设备和其他便携式设备等一系列应用。该产品组合的产品具有恒流/恒压线性充电特性,可用于单个锂离子电池、叠层锂离子监控、电池隔离等应用,其灵活性可让这些应用在多个系统中正常工作。
其他应用包括:
• teg能量采集
• 自供电式无线传感器设备
• 电动和混合动力汽车

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