探索DC937A演示电路：LTC4085 USB电源解决方案快速上手

在电子设备的电源管理领域，高效、紧凑且功能强大的解决方案一直是工程师们追求的目标。今天，我们将深入探讨DC937A演示电路，它基于LTC4085芯片，为USB供电设备提供了一套完整的电源控制方案。

文件下载：DC937A.pdf

一、DC937A电路概述

DC937A演示电路是一款专为USB供电设备设计的完整电源控制器。它以LTC4085芯片为核心，具备多种强大功能。首先，它拥有一个适用于锂离子电池的700mA恒流/恒压（CC/CV）定时器终止温度合格充电器。其次，它配备了USB电源管理器，确保设备符合USB电源规范，同时还具备电池的电源路径管理功能。值得一提的是，LTC4085采用中间总线电压拓扑结构，与充电器馈电拓扑相比，能够实现更快的充电速度和更低的功率损耗。而且，所有这些功能仅需占用不到56平方毫米的PCB面积，这对于追求小型化的电子设备设计来说非常有吸引力。此外，该电路板的设计文件可通过联系LTC工厂获取。

二、性能参数总结

参数	条件	值
输入电压		4.5V - 5.5V
电池充电器 - 输出电流（Iout）	VIN = 5V，Vbat = 3.6V	700mA +/- 7%
电池充电器 - 浮动电压	Vin = 5V，电池从BATT引脚断开	4.20V +/- 35mV
电池充电器 - 涓流充电阈值	VIN = 5V	2.9V +/- 0.1V
电池充电器 - 再充电阈值	VIN = 5V	(Vfloat – 130mV) 到 (Vfloat - 60mV)
USB电流 - 500mA模式输入电流	VIN = 5V，USB处于500mA活动模式	典型475mA，最大500mA
USB电流 - 100mA模式输入电流	VIN = 5V，USB处于100mA活动模式	典型93mA，最大100mA
USB电流 - 暂停模式输入电流	VIN = 5V，USB暂停	最大300uA

这些参数为我们了解DC937A的性能提供了重要依据，工程师们可以根据实际需求进行评估和设计。

三、工作原理

DC937A作为LTC4085的演示板，负责管理USB供电设备常见的电源供应。电源可以通过USB电缆或适配器输入到中间电压总线。中间电压总线优先由适配器供电，其次是USB，必要时还可以通过理想二极管从电池获取电力。电池充电器是一种CC/CV定时器终止类型，能够提供高达1500mA的充电电流。

四、快速启动步骤

1. USB充电

• 连接设备：按照图1所示连接输入电源、仪表和输出负载。
• 设置跳线：将USB ON/OFF跳线（JP1）置于ON位置，将USB电流跳线（JP2）置于500mA位置。
• 启动充电：将电池模拟器电压设置为零，缓慢升高USB输入电压。当电源电压超过3.8V时，充电器应启动，充电LED D2将亮起。此时电池处于涓流充电模式，电池电流（(I_{BAT})）约为70mA。
• 增加电池电压：将电池电压增加到约2.9V，电池充电电流（(I{BAT})）将增加到475mA，同时要注意USB输入电流（(I{USE})）不超过USB规范的500mA。
• 增加负载：增加系统负载输出（(I_{out})），可以观察到随着输出负载的增加，充电电流会减小，而USB电流仍保持在500mA的限制范围内。
• 切换电流模式：将USB电流跳线置于100mA位置，可以看到USB输入电流下降以符合USB输入电流规范。同时，随着外部负载的增加，电池会开始向系统负载输出放电，这体现了LTC4085的理想二极管功能。
• 进入暂停模式：将USB ON/OFF跳线（JP1）置于OFF位置，USB电流将降至300uA以下，以符合USB暂停模式电流要求。

2. 适配器充电

• 启动适配器：逐步升高壁式适配器电压。当壁式适配器电压超过4.3V时，LTC4085将停止从USB吸取电流，并切换到壁式适配器供电。此时，交流存在LED（D1，红色）和充电LED（D2，绿色）都会亮起。
• 观察充电电流：可以注意到电池的充电电流增加到700mA。
• 恒压充电阶段：将电池电压增加到4.2V，充电电流将降至0，这体现了充电特性的恒压部分。同时，充电LED（D2）熄灭。

3. 电池供电操作

将USB输入电压和适配器输入电压都设置为零，此时电池将为系统负载输出的负载供电，再次体现了LTC4085的理想二极管功能，同时可以观察到电池正在放电。

五、其他特性

• 自适应充电功能：充电定时器电容C3的频率会随着充电电流的变化而变化，这表明该电路具备自适应特性，能够确保电池完全充满。
• 简化布线：电路提供了所有控制功能的引脚，便于将演示电路集成到系统板中，简化了布线过程。
• NTC功能：电路预留了外部10k NTC的连接接口，用于进行温度合格充电。使用此功能时，将NTC跳线设置为外部位置，并将外部NTC连接到NTC端子和地。

通过以上的介绍，相信大家对DC937A演示电路和LTC4085芯片有了更深入的了解。在实际设计中，工程师们可以根据这些特性和步骤，充分发挥其优势，为USB供电设备打造高效、可靠的电源解决方案。大家在使用过程中有没有遇到过类似电源管理电路的设计挑战呢？欢迎在评论区分享。