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當我們使用充電芯片RT9501或RT9502為鋰離子電池充電以后，怎樣才能讓鋰離子電池里的電能為應(yīng)用服務(wù)呢？方法有兩種：一種是將鋰離子電池與充電芯片分離，讓充滿電的電池和系統(tǒng)負載單獨在一起，這種方式在早期的可換電芯的手機等移動設(shè)備中被使用得非常普遍，它們的充電器是一個獨立的單元，可以完整完成充電過程；一種是將充電芯片和電池完整地嵌入系統(tǒng)中，充電的時候看起來是對整個設(shè)備進行充電，實際的充電對象仍然是電池，現(xiàn)在的智能手機幾乎都是這樣的嵌入式設(shè)計。
將充電芯片、電池和負載整合在一起的時候，充電問題將變得復(fù)雜起來。
當只有電池作為充電IC的負載時，充電IC的輸出電流全都流入了電池，它所檢測到的輸出電流就是充電電流。當負載和電池并聯(lián)以后，充電IC的輸出電流同時流入電池和負載，它無法分辨流出的電流是進入了電池還是負載，更不知曉二者之間的比例關(guān)系，一些困擾將會出現(xiàn)。
鋰離子電池充電IC在恒壓充電階段是用充電電流下降至額定恒流充電電流的一定比例（如10%）作為終止充電的依據(jù)的，新的負載的加入相當于降低了充電電流，使得電池不能被充得足夠飽。如果負載電流總是大于終止充電電流閾值，終止充電的電流閾值就永遠達不到，充電過程可能一直持續(xù)下去而不會停止（除非充電IC加入了定時充電功能），電池就長期處于浮充狀態(tài)，而這對電池的壽命是不利的。
在恒流充電階段，由于負載消耗了一部分電流，實際流入電池的電流變小了，充電時間將變長。
充電過程終止以后，由于有負載隨時對電池進行消耗，電池電壓將快速下降，復(fù)充過程將很快出現(xiàn)，充電過程將頻繁進行。
在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，人們會天然地認為外部電源插入以后系統(tǒng)即可工作，而在此時裝入電池又是不太方便的，充電IC將進入沒有電池作為負載的狀態(tài)，但它并不知曉這一點，于是就以自己測量獲得的狀態(tài)作為自己工作的依據(jù)，系統(tǒng)能否進入正常的工作狀態(tài)將取決于充電參數(shù)與負載之間的匹配狀況，很簡單的一個問題卻可有非常復(fù)雜的表現(xiàn)，只有協(xié)調(diào)一致的情況下才能幸運地進入連續(xù)正常的工作狀態(tài)。
要解決這些問題，有兩種思路：一種是將充電過程和對負載的供電分開來處理，使得可在滿足負載工作的前提下滿足充電的需求，這種方法需要進行電源路徑管理，優(yōu)先滿足負載需要；一種是在沒有加入電源路徑管理功能的情況下將問題最小化，優(yōu)先滿足生產(chǎn)過程中生產(chǎn)調(diào)試的需要，這導(dǎo)致了充電IC的工廠模式的誕生。
RT9503是立锜在鋰離子電池充電領(lǐng)域解決路徑管理問題的第一次嘗試，它解決了外部電源存續(xù)期間系統(tǒng)的供電問題，而充電過程可以同時進行，電池僅在外部電源不存在或是不能滿足系統(tǒng)需要時才為系統(tǒng)負載供電，下面是它的應(yīng)用電路圖：
與已經(jīng)介紹過的RT9502相比，RT9503主要的改變是多出了控制外部MOSFET通斷的AC_ON和BAT_ON端子及檢測系統(tǒng)供電電壓的SYS端子，AC_ON會在外部電源加入時變?yōu)榈?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/1465710.html">電平使外部MOSFET導(dǎo)通，BAT_ON則在檢測到SYS端電壓低于BATT端電壓時變低使外部MOSFET導(dǎo)通讓電池為系統(tǒng)負載供電。除此以外，RT9503的功能和參數(shù)與RT9502基本是一樣的，但是新增了定時電容器的連接端子，為充電安全提供了新的保障。
RT9503還有一個型號是RT9503A，它們兩者的差異絕大部分人都不會發(fā)現(xiàn)，規(guī)格書中也看不到說明，但是如果你要問我該選哪一個，我會建議你選擇RT9503A，尤其是在你做新設(shè)計的時候。
像RT9503這樣將路徑選擇的MOSFET外掛的充電IC在立锜新的產(chǎn)品中已經(jīng)沒有再出現(xiàn)，也就是它們的集成度變得越來越高了，這樣的好處是電路比較簡單，但IC本體的發(fā)熱量也會大一些，PCB設(shè)計的時候需要多注意考慮散熱問題。
前文述及的充電IC的工廠模式是專門為使用鋰離子電池的設(shè)備的生產(chǎn)調(diào)試過程而設(shè)計的，那時候的設(shè)備上還沒有裝入電池，但又需要持續(xù)為負載供電，就只好強迫充電IC進入可以提供較大電流的恒壓輸出狀態(tài)，其作用與普通穩(wěn)壓器無異，負載利用其穩(wěn)壓輸出即可穩(wěn)定工作，解決了生產(chǎn)中的調(diào)試問題。
上圖中的RT9532是擁有工廠模式的鋰離子充電IC的例子，從中可以看出它的電路結(jié)構(gòu)與RT9502很類似，但是輸入端只有一個，這在僅以USB接口作為供電端的現(xiàn)代產(chǎn)品上是很合適的設(shè)計。我們從其規(guī)格書中的Features部分可以看到它支持工廠模式的描述，參數(shù)表中也有相關(guān)的參數(shù)欄目，應(yīng)用說明部分還對其工作方式進行了描述。
這表示它可以以4.2V的輸出電壓工作，最大負載電流可達2.3A，只要在電池沒有接入的情況下將其調(diào)整至此模式，最大2.3A的負載就可以正常地穩(wěn)定工作，不會出現(xiàn)反復(fù)啟動等由于不匹配而帶來的問題。
普通充電IC在充電狀態(tài)下都會有IC溫度調(diào)整的功能，但在工廠模式下這一功能無需存在，因為這時不會有電池的安全問題存在，但是IC本身的過熱保護功能還是有的。
充電IC在沒有電池的情況下與負載之間的不匹配問題是如何產(chǎn)生的呢？我本不打算細述，但是寫到這里還是想做些簡要的介紹，以便沒有遇到過或是遇到過但是不明白其中道理的人有個思考的入口。
首先，我們不能忘了充電IC是按照三階段充電策略進行工作的，這就決定了它將在輸出端電壓低于預(yù)充電閾值（大約為3V）時輸出很小的電流，如果它所帶的負載過大，負載消耗的電流大于它的輸出電流，它的輸出電壓就永遠無法上升到預(yù)充電閾值以上，負載就可能永遠無法進入正常工作狀態(tài)（我們假設(shè)它的正常工作電壓是3V~4.2V）。
當負載能夠容許充電IC的輸出電壓上升到預(yù)充電閾值以上時，充電電流將轉(zhuǎn)為大電流，只要負載電流在此期間低于充電電流，充電IC的輸出電壓就將扶搖直上，直至4.2V，此后充電電流就會自動降低并最后終止充電過程。此后的電流消耗將使電壓下降，充電IC將重新進入復(fù)充狀態(tài)，如果復(fù)充電流持續(xù)低于負載電流，電壓就會持續(xù)下降，直至預(yù)充閾值以下，這下電壓就完全不能保持了，負載將持續(xù)處于不正常的工作狀態(tài)。
如果負載電流只是短時間出現(xiàn)超過充電電流的狀況，這個過程也會造成電壓下降，但只要輸出電容足夠大，電壓下降過程的影響就可以被降低，電壓在下降以后又可以被及時拉升，正常的工作是可以保證的，關(guān)鍵就是輸出電容要足夠大。
在沒有工廠模式的充電IC上要出現(xiàn)輸出電壓穩(wěn)定在某個電壓上是不太可能的事，其存在條件是輸出電流等于負載電流，幾乎沒有人能做到這一點，你就千萬別抱幻想了。
轉(zhuǎn)載自RichtekTechnology。
