設計支援廣泛輸入電壓和電池電壓的應用

不同專案各有不同的電池充電需求，工程師在使用充電電池設計應用，以為消費者提供最佳充電體驗時，常常是充滿挑戰性：在各種應用中使用不同電池充電器會增加設計時間，因為必須為每個新電路進行重新設計、偵錯和重新認證。

如果能選擇適用各種專案的電池充電器，將開發時間降到最低呢？具備廣泛電壓輸入 (V_IN) 和電壓輸出 (V_OUT) 能力的單一電池充電器積體電路 (IC)，讓您能在採用不同輸入變壓器和電池配置的各種應用中使用相同充電器，以協助縮短開發時間。

除了有助於減少設計時間外，使用廣泛 V_IN 和 V_OUT 充電器也可協助您探索太陽能與雙向充電等新技術，進而提升消費者的充電體驗。我將在本文中討論廣泛 V_IN 和 V_OUT 降壓升壓電池充電器的優點。

以單一電池充電器 IC 支援多種設計

為電動自行車設計電池充電器系統，是可因在不同型號中使用相同電池充電器 IC 而受益的其中一個應用範例。有一種新的 USB 電力傳輸 (PD) 標準稱為延伸功率範圍 (EPR)，輸出功率可達 240W，V_IN 則高達 48V。由於使用標準 USB Type-C® 變壓器的較高 EPR 功率及便利性，設計人員努力尋求能在電動自行車上運用 USB PD EPR 充電技術的方式，此做法必須將電池充電器 IC 整合到電動自行車電池組中。

電動自行車公司在不同型號上採用不同電池機制和充電電壓。相較於在使用 36-V 電池的電動自行車上使用一種電池充電器，並在使用 48-V 電池的電動自行車上使用另一種電池充電器，於兩種型號中採用相同電池充電器是更加方便的做法。支援完整 USB PD EPR 變壓器電壓範圍也可協助減少不同型號間的必要設計變更。若要使用相同電池充電器，就必須具備廣泛 V_IN 支援 USB PD EPR 輸入，以及廣泛 V_OUT 支援 36 至 48-V 電池。

雙向充電與 USB PD EPR 相關，是以廣泛 V_IN 和 V_OUT 電池充電器實現的新功能。如圖 1 所示，可在電池充電器處於順向模式時為電動自行車電池等電池進行充電，並從相同 USB Type-C 連接埠以反向模式進行電池放電。由於除了一般用途外還可當行動電源使用，消費者也可因此應用新功能而受益。若要提供行動電源的支援功能，電池充電器必須具備廣泛 V_IN 和 V_OUT 及雙向充電，以支援順向和反向模式下的各種輸入與輸出電壓組合。

圖 1：以 USB (上方) 進行電動自行車充電，以及以電動自行車 (下方) 進行個人裝置充電

不同光照強度的太陽能充電

太陽能面板提供不同充電方式，消費者不需使用周遭仰賴電網的插座也可進行產品充電。了解太陽能面板的最大功率點 (MPP) 是非常重要的，因為其輸出將做為電池充電器的輸入，如圖 2 所示。電池充電器的輸入功率降低會產生較低充電電流，造成充電時間增加。具備最大功率點追蹤 (MPPT) 演算法的電池充電器可自動找到太陽能面板在不同光照條件下的 MPP。使用廣泛 V_IN 和 V_OUT 降壓升壓電池充電器可協助支援太陽能面板的可能輸出電壓值範圍。

 圖 2：太陽能充電方塊圖

可攜式充電器也可因具備 MPPT 演算法的充電器而從中獲益。在太陽能充電應用中，以自動 MPPT 演算法設計使用電池充電器的充電系統，可協助充分運用太陽能面板並縮短充電時間。

適用廣泛 V_IN 和 V_OUT 的電池充電器

BQ25756 降壓升壓電池充電器可在輸入與輸出上支援 70-V 操作電壓，並可提供最高 20 A 充電電流，滿足 240-W 最大 USB PD EPR 功率位準。除了廣泛 V_IN 和 V_OUT 範圍外，BQ25756 也是可透過相同 USB Type-C 連接埠進行充電與放電的雙向電池充電器。裝置配備適合太陽能充電的先進 MPPT 演算法，不論何種光照條件 (包含部分陰影)，都可在多個太陽能面板串聯或並聯的情況下找到 MPPT。由於 BQ25756 擁有廣泛 V_IN 和 V_OUT、雙向性及 MPPT 功能，因此可運用在許多設計中。

結論

以具備廣泛 V_IN 和 V_OUT 的充電器進行設計，可在許多應用中重複使用相同電路，協助工程師縮短開發時間。  設計新電動工具產品組合時所需的影像。  為電鑽、熱風槍和鼓風機選擇不同電池充電器會增加作業，因為使用者需學習三種充電器的使用方式。  相較於使用多種不同充電器，在這些電動工具上使用相同充電器將協助縮短學習與開發時間。 

此外，廣泛 V_IN 和 V_OUT 充電器讓工程師能夠採用新技術，例如 USB Type-C 電力傳輸和太陽能充電。  使用 BQ25756 等具備廣泛 V_IN 與 V_OUT 的充電器和 MPPT 演算法，可協助工程師設計能在任何地方以太陽能面板充電的產品，並提供消費者更快速的充電體驗。  將 BQ25756 與 TI USB-C PD 控制器配對可免除變壓器只適用單一裝置的麻煩。  消費者可藉由此配對功能運用雙向充電，並使用通用 USB-C 變壓器為電動工具、電動自行車與可攜式充電器等各種應用進行充電。  廣泛 V_IN 與 V_OUT 充電器可提升客戶充電體驗並縮短開發時間。