Трёхуровневый понижающий преобразователь от Texas Instruments для схем зарядки

С целью миниатюризации схем зарядки батарей Texas Instruments выпустила 3-уровневый понижающий преобразователь на 6 А – компонент bq25910. Новое решение найдёт применение в схемах телефонов, планшетов и электронных терминалов.

При зарядке ионнно-литиевых и литий-полимерных батарей преобразователь достигает КПД 95,4 % (1,5 А, вход 5 В) или 93,3 % (3 А, 9 В). В схеме помимо 4 полевых транзисторов предусмотрен ещё один ключ с блокированием обратного тока. Управление компонентом реализовано по интерфейсу I2C, частота переключения 750 кГц.

Трёхуровневое преобразование позволяет достичь такого КПД, который не просто реализовать на традиционных понижающих преобразователях. Эффективность работы растёт благодаря сниженным пульсациям индуктивности (вольт-секунды) и уменьшенным потерям переключения.

При работе схемы напряжение навесного конденсатора равна Vin/2 (цепь предварительно его заряжает). Это означает, что напряжение Vsw может иметь один из 3 уровней Vin, Vin/2 и GND. Схема управления затвором аналогична используемой в обычных 2-фазных преобразователях.

Внешние полевые транзисторы управляются сигналом с коэффициентом заполнения D = Vout/Vin. Внутренние полевые транзисторы управляются другим сигналом с равным коэффициентом заполнения, но сдвинутой на 180° фазой.

Входное напряжение составляет 3,9..14 В (20 В – абс. макс.), а входной лимит тока может устанавливаться на уровне от 500 мА до 3,6 А с шагом 100 мА, что поддерживается стандартами USB 2.0 и USB 3.0. Собственное потребление компонента <10 мкА. Допустимое отклонение напряжения ±0,4 %, тока зарядки ±10 %, входного тока ±7,5 %.

В схеме реализована всесторонняя защита от перегрева, перенапряжения, недостатка напряжения, КЗ выхода и навесного конденсатора. Компонент выпускается в корпусе WCSP с 36 шариковыми выводами.