简单高效的一体化USB电源管理IC解决方案

ADI 提供了许多简化USB 电缆电源转换的器件，其中LTC3455 实现了超高水平的功能集成。 LTC3455 采用4mm 4mm QFN 封装，可无缝管理AC 适配器、USB 电缆和锂离子电池之间的功率流，同时符合USB 供电标准。此外，两个高效同步降压转换器可生成大多数USB 供电外设所需的低压轨。 LTC3455 还为微处理器提供上电复位信号、为存储卡供电的热插拔输出，以及适合用作低电池电量比较器或LDO 控制器的非专用增益模块。整个USB电源控制电路和两个DC/DC转换器仅需要225mm2的PCB面积。

图1 是LTC3455 的简化框图，显示了使LTC3455 能够执行其多种功能的主要组件。 DC/DC 转换是一种相对简单的降压转换器功能。每个DC/DC 转换器接受称为VMAX 的电压作为输入。 VMAX 电压源自三个可用电源之一（如下所述），并转换为所需的输出电压。提供的DC/DC 转换器是高频、高效率同步转换器，其特性大致与LTC3405 和LTC3406 相同。 VMAX 代表中间电压总线。

图1. LTC3455 简化功能框图

存在墙上适配器时的操作如果存在墙上适配器，它将为中间VMAX 总线供电，而中间VMAX 总线又为DC/DC 转换器和电池充电器供电，无论是否有其他电源可用。如果有电池，则通过LTC3455 的恒流、恒压、定时终止线性充电器进行充电（功能和特性与LTC4053 类似）。

不存在墙上适配器、但USB电源可用时的操作如果电源为USB输入，为了符合USB限流要求，USB电源通过限流电路输送到VMAX。 VMAX 电压用于运行两个DC/DC 转换器。如果所需的负载功率小于可用的USB 功率，则剩余的功率同时用于为电池充电。随着DC/DC负载的增加，电池充电电流减小，使得USB输入电流始终满足要求。最终，当负载功率超过可用USB 功率时，电池充电停止，电池开始通过内部理想二极管向VMAX 提供补充功率。在此模式下，部分负载电流由可用的USB 电源提供，其余部分由电池提供。

这种中间总线电源架构在系统级具有重要的优势。与所谓的“充电器供电”系统（其中DC/DC 负载与电池并联）相比，该系统能够在没有电池或完全耗尽的电池的情况下运行。另外，在充电器供电系统中，如果USB电压先线性下降到电池电压，也会造成电力的浪费。图3 说明了中间总线架构的优点。与充电器供电的架构相比，中间总线电压架构可实现更快的充电和更低的散热。

图2. LTC3455 最简单的实现解决方案

图3.与充电器电源拓扑相比，中间总线在充电速率和功耗方面具有优势。

未插电时的操作当适配器和USB 输入都不存在时，LTC3455 通过连接到锂离子电池的理想二极管为VMAX 供电。