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USB 口充電器主要給手機(jī)或 PAD 設(shè)備充電，當(dāng)手機(jī)或 PAD 充滿電，拔掉充電線時(shí)，USB 口處于空閑狀態(tài)，部分設(shè)備的 USB 口 95%以上時(shí)間處于空閑狀態(tài)。對(duì)于使用電池供電的 USB 口充電器，我們期望盡可能延長(zhǎng)電池待機(jī)時(shí)間來(lái)延長(zhǎng)使用時(shí)間，這就要求充電器具有以下功能：當(dāng)手機(jī)或其他負(fù)載移除后，充電器進(jìn)入超低功耗待機(jī)模式來(lái)節(jié)省電量，而當(dāng)負(fù)載接入時(shí)，充電器自動(dòng)喚醒并恢復(fù)正常工作給負(fù)載供電。本文介紹的四種方案，通過(guò)使用常規(guī)器件可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)負(fù)載移除后，充電器進(jìn)入超低功耗待機(jī)模式（待機(jī)電流 uA 級(jí)），負(fù)載連接后，充電器自動(dòng)喚醒工作給負(fù)載供電。
方案介紹
針對(duì) 12V/24V 電池供電，輸出 5V/2.4A 的 USB 口充電器，采用方案一和方案二降低待機(jī)功耗。
方案一：使用三極管、穩(wěn)壓管、PMOS 和 XL4301 構(gòu)成的低待機(jī)功耗電路。
工作原理：電路如上圖藍(lán)色虛線框內(nèi)所示，輸入端接上電池后 Q4 導(dǎo)通，A 點(diǎn)電壓 VA 穩(wěn)定在 6V 左右 ，當(dāng) USB 口不帶載時(shí)，I1=0，則 Q3 關(guān)斷，即 VB=0，Q1 關(guān)斷實(shí)現(xiàn)低待機(jī)功耗的功能；
當(dāng) USB 口帶載時(shí)，I1 給負(fù)載供電，Q3 導(dǎo)通，進(jìn)而 Q1 導(dǎo)通，輸入端電壓給 XL4301 供電，XL4301 給后端負(fù)載供電。
優(yōu)點(diǎn)：可以通過(guò)添加少量低成本器件，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)輸出端負(fù)載狀態(tài)，負(fù)載移除后，系統(tǒng)待機(jī)電流降至 uA 級(jí)。
缺點(diǎn)：雖然待機(jī)功耗較低，但輸入電壓增加，待機(jī)電流成比例增加。
方案二：使用 LDO、三極管、穩(wěn)壓管、PMOS 和 XL4301 構(gòu)成的低待機(jī)功耗電路為進(jìn)一步降低待機(jī)功耗，將待機(jī)電流控制在 10uA 以內(nèi)，使用固定 5V 輸出的 LDO 替代 R1、R2、Q4、DZ。
工作原理：電路如上圖藍(lán)色虛線框內(nèi)所示，輸入端接上電池后 LDO 工作，A 點(diǎn)電壓 VA 穩(wěn)定在 6.2V 左右，當(dāng) USB 接口不帶載時(shí)，I1=0，則 Q3 關(guān)斷，即 VB=0，Q1 關(guān)斷實(shí)現(xiàn)低待機(jī)功耗的功能；
當(dāng) USB 口帶載時(shí)，I1 給負(fù)載供電，Q3 導(dǎo)通，進(jìn)而 Q1 導(dǎo)通，輸入端電壓給 XL4301 供電，XL4301 給后端負(fù)載供電。
優(yōu)點(diǎn)：使用超低待機(jī)功耗 LDO，可以將待機(jī)電流控制在 10uA 以內(nèi)，且待機(jī)電流不隨輸入電壓變化而變化。
針對(duì) 36V/48V/60V 電池供電，輸出 5V 的 USB 接口，采用方案三和方案四降低待機(jī)功耗。
方案三：使用三極管、穩(wěn)壓管、PMOS 和高壓 DC 芯片 XL7046 構(gòu)成的低待機(jī)功耗電路
工作原理：電路如上圖藍(lán)色虛線框內(nèi)所示，輸入端接上電池后 Q4 導(dǎo)通，A 點(diǎn)電壓 VA 穩(wěn)定在 6V 左右 ，當(dāng) USB 接口不帶載時(shí)，I1=0，則 Q3 關(guān)斷，即 VB=0，Q1 關(guān)斷實(shí)現(xiàn)低待機(jī)功耗的功能；
當(dāng) USB 口帶載時(shí)，I1 給負(fù)載供電，Q3 導(dǎo)通，進(jìn)而 Q1 導(dǎo)通，輸入端電壓給 XL7046 供電，XL7046 給后端負(fù)載供電。
優(yōu)點(diǎn)：可以通過(guò)添加少量低成本器件，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)輸出端負(fù)載狀態(tài)，負(fù)載移除后，系統(tǒng)待機(jī)電流降至 uA 級(jí)。
缺點(diǎn)：雖然待機(jī)功耗較低，但輸入電壓增加，待機(jī)電流成比例增加。
方案四：使用 LDO、三極管、穩(wěn)壓管、PMOS 和高壓 DC 芯片 XL7046 構(gòu)成的低待機(jī)功耗電路
為進(jìn)一步降低待機(jī)功耗，將待機(jī)電流控制在 10uA 以內(nèi)，使用固定 5V 輸出的 LDO 替代 R1、R2、Q4、DZ。
備注： 1.防止高壓損壞 LDO，在 LDO 輸入端串聯(lián)穩(wěn)壓管； 2.10ΩNTC 電阻用于抑制輸入浪涌電流。
工作原理：電路如上圖藍(lán)色虛線框內(nèi)所示，輸入端接上電池后 LDO 工作，A 點(diǎn)電壓 VA 穩(wěn)定在 6.2V 左右，當(dāng) USB 接口不帶載時(shí)，I1=0，則 Q3 關(guān)斷，即 VB=0，Q1 關(guān)斷實(shí)現(xiàn)低待機(jī)功耗的功能；
當(dāng) USB 口帶載時(shí)，I1 給負(fù)載供電，Q3 導(dǎo)通，進(jìn)而 Q1 導(dǎo)通，輸入端電壓給 XL7046 供電，XL7046 給后端負(fù)載供電。
優(yōu)點(diǎn)：使用超低待機(jī)功耗 LDO，可以將待機(jī)電流控制在 10uA 以內(nèi)，且待機(jī)電流不隨輸入電壓變化而變化。
審核編輯：黃飛
工商網(wǎng)監(jiān)
評(píng)論