充电宝设计如何实现更小的解决方案尺寸和更高的输出功率

在长途飞行或参加时间较长的会议时,如果你需要为智能手机或平板电脑充电的话,充电宝就是一个必备设备。在事先为充电宝充电后,你可以将其内的电能高效地传输到你的便携式设备中,从而实现更长的运行时间。为了给你的设备提供足够电能,充电宝应该具有一个大容量电池—比你设备电池的容量高一个数量级。它还应该将非电池电路保持在尽可能低的水平上,这样的话,它的尺寸就不会比你的手机大多少了。最后,充电宝的效率必须非常高(95%以上),在电力传输时不会浪费电能,也不会变得过热。
图1显示的是一个典型充电宝供电系统配置。由于电源几乎一直是一个单节锂电池,而输出电压始终为5v左右的usb端口,充电宝还需要:
一个将充电宝电池电压转换为usb端口电平的升压转换器。 故障期间,一个将输出电流限制在usb端口的负载开关。 一个检测电路,在有物体连接至输出usb端口时通知系统。
图1:典型充电宝供电架构
tps61088是一个传统升压转换器,对于非常高功率的充电宝,它能够在电流为5a以上时传送5v输出。与那些工作在这一功率水平的其它升压转换器不同,tps61088包含两个功率mosfet,以便将所需的总体解决方案尺寸减少一半,而仍能提供95%的效率。
负载开关和检测电路是额外电路,它们将占用空间,并且会增加系统损耗。然而,将它们置于升压转换器内部可以减小解决方案尺寸,并降低功率损耗。降低功率损耗意味着更低的温度上升,从而有可能实现更高的功率密度。
图2显示的是一个使用tps61235/6升压转换器的充电宝解决方案。tps61235/6具有一个恒定输出电流功能和输出电流监视引脚,以便在充电宝系统中实现保护和检测需求。将这两个功能包含在内,并且使用小很多的2.5mm x 2.5mm封装,可以在电流为3a时实现5v的最大输出功率,并且效率高达95%。
图2:具有tps61235/6的全新充电宝架构
在充电宝设计中,你如何实现更小的解决方案尺寸和更高的输出功率?
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http://e2e.ti.com/blogs_/b/fullycharged/archive/2015/12/10/smaller-more-efficient-power-banks-coming-to-you


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