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RT4803A 让电池耐力更好一点

2020/07/21
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各种电池在使用过程中的电压都会下降,当下降到低于由它供电的系统所容许的下限以后,这个电池便不能再使用了,人们紧接着能做的事情便是更换电池或是为电池充电,否则这个系统便要停摆了。不能再用了的电池里还有没有残存的电能呢?通常情况下,对这个问题的回答都是肯定的,因为人为设定的阈值总是会留有一定的余地,也有许多设计是不得不提前终止系统的工作。例如,很多系统的工作电压都是 3.3V,而从锂离子电池取电的器件通常都是 Buck 或是线性稳压器,它们都是只能完成降压的工作,所以只能在电池电压高于 3.3V 时才有可能提供 3.3V 的输出电压,电池电压再低之后,3.3V 的输出就不能保证了,这时候就只能关机或是赶紧充电,但这时锂离子电池里的电能其实是还没有完全耗尽的。

上面所说的 3.3V 只是一个示例而已,实际中的阈值设定总是千差万别的,有客户告诉过我的一个系统级芯片所需要的电压就必须在 3.6V 以上,另外还有必须在 3.9V 以上的案例。由上图可见,系统所设定的关机电压阈值越高,关机时电池中剩余的电量便越多,浪费也就越严重。我在生活中也会遇到这样的状况,所以常常在换电池时会将旧电池保留下来,等到容许工作电压更低的系统需要时再让这些旧电池发挥一点作用。

系统设计者如果遇到了 RT4803A,这样的状况便可以改善了,因为它可以把电池的剩余电能榨干,让电池能用得更久一点。

用最容易理解的语言来描述 RT4803A 的功用,我想可以这样来表达:当电池电压比较高的时候,它用一个开关将电池电压直接接入系统;当电池电压比较低的时候,它把电池电压升高以后供给系统使用,这时系统见到的电池是一个假的电池,似乎拥有无穷无尽的能量,总是维持着恒定的电压。这样的一颗 RT4803A,它的应用的电路却非常简单:

通过 I2C 接口可以设定 RT4803A 的各项工作参数,控制它的工作状态,但是你也可以不使用这个接口,这时候让 SDA、SCL 接地就可以了。
VSEL 可以连接高电平或低电平,这使得 RT4803A 预设的输出电压不会低于 3.4V 或 3.15V。
EN 端是使能控制端,nBYP 端是旁路开关的控制端,它俩的高低电平组合总共有 4 种状态,可以让芯片进入关机状态、低耗电的强制直通状态、没有低耗电特性的强制直通状态和升压与直通自动切换的状态。在升压电路工作的时候,它的工作模式会随着负载的不同而自动在 PFM 和 PWM 之间进行切换,尽可能地保持高转换效率。
GPIO 是一个通用的 I/O 端子,其功能是可以通过指令来选择的复位输入或状态输出。
RT4803A 的封装形式是 WL-CSP-16B1.67x1.67(BSC),使用中的外围元件又很少,所以在便携式应用中对空间的需求是不大的,而对电池使用时间的提升效果却是看得见的。下面列出它的主要技术特性:

  • 输入电压范围:1.8V~5V
  • 输出电压可调范围:2.85V~4.4V,以50mV 为步进阶梯
  • 预设输出电压:3.4V 或 3.15V
  • 最大连续负载能力:2.65V 输入、3.35V 输出时为 2A
  • 转换效率高达 96%
  • Boost 工作频率:2.5MHz
  • 直通模式负载能力:>3A
  • 电流受限的线性充电模式启动
  • 拥有过流保护、欠压保护、过压保护、过热保护等设计
  • 静态耗电可低达 4μA
  • 关机耗电低于 1μA
  • 有输出端放电功能

转载自RichtekTechnology。

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