許多手持式工業或醫療設備的電源架構常常與大顯現屏智能手機的電源架構類似。一般情況下，3.7V（最終充電或浮置電壓為4.2V）鋰離子電池一直用作主電源，因為其單位分量能量密度（Wh/kg）和單位體積能量密度（Wh/m3）很高。過去，許多大功率設備運用兩節7.4V（8.4V浮置電壓）鋰離子電池，以滿意功率要求，可是因為價格低廉的5V電源辦理IC的上市，越來越多的手持式設備選用了更低電壓的架構，這使得能夠運用單節鋰離子電池。典型的便攜式醫療或工業設備具有許多功用和非常大（就便攜式設備而言）的顯現屏。當用3.7V電池供電時，其容量有必要以數千毫瓦小時計。為了用幾小時給這么大容量的電池充電，就需求幾安培的充電電流。

不過，即使需求這么大的充電電流，在沒有大電流交流適配器可用時，用戶依然想用USB端口給他們的大功率設備充電。為了滿意這種要求，當有交流適配器可用時，電池充電器有必要能以大電流（》2A）充電，可是依然能高效率地利用USB端口可供給的2.5W至4.5W功率。此外，該IC產品需求維護靈敏的下游低壓組件，使它們免受或許由損壞導致的過壓工作的影響，并高效率地將大電流從USB輸入、交流適配器或電池引導到負載，以最大極限地削減以熱量形式損失的功率。一起，該IC有必要安全地辦理電池充電算法，并監督關鍵的體系參數。

磷酸鐵鋰離子電池較低的3.6V起浮電壓導致無法運用標準的鋰離子電池充電器。假如充電不當，就有或許對這種電池造成無法修復的損壞。精確的起浮電壓充電將延長電池的壽數。與根據鈷的鋰離子電池比較，LiFePO4電池的優點包含體積能量密度（每單位體積的容量）較高，并且不容易過早地呈現毛?。偈剐码姵剡^早地深度循環）。

重要規劃約束總結如下：

·大容量電池需求大的充電電流和高效率

·許多便攜式運用，包含工業和醫療設備，都需求USB兼容充電所供給的便利性

·磷酸鐵鋰離子電池有特殊充電要求，即更低的浮置電壓，與鋰離子電池比較有一些令人欣慰的優勢

上面評論的任何滿意這些規劃約束的IC解決方法都有必要是緊湊和單片型的，能應對快速、高效率給單節大容量電池充電的問題，并與磷酸鐵鋰等新的化學組成兼容。這樣的設備會成為催化劑，能提高選用大容量電池的便攜式工業和醫療產品在全球的選用率。

應對選用單節電池的便攜式設備的功率應戰

盡管上述要求也許看似不或許用單片IC來滿意，可是看一下LTC4156吧。LTC4156緊隨盛行的、根據鋰資料的LTC4155而來，是一款大功率、I2C操控、高效率電源通路（PowerPath？）辦理器、抱負二極管操控器和磷酸鐵鋰（LiFePO4）電池充電器，適用于選用單節電池的便攜式運用，例如便攜式醫療和工業設備、備份設備和高功率密度電池供電運用。該IC為從各種電源高效率傳送高達15W的功率而規劃，一起最大極限地降低了功耗，并減輕了熱量預算約束。LTC4156的開關電源通路拓撲無縫地辦理從兩個輸入電源，例如交流適配器和USB端口，到設備的可再充電磷酸鐵鋰離子電池的功率分配，一起當輸入功率有限時，優先向體系負載供電。參見圖1。

因為節省功率，所以LTC4156答應輸出負載電流超越輸入電源汲取的電流，然后能最大極限地利用可用功率給電池充電，而不會超出輸入電源供電標準。例如，當用5V/2A交流適配器供電、可用功率為10W時，該IC的開關穩壓器能高效率傳送超越85%的可用功率，供給高達~2.4A的充電電流，并能更快速地充電。與一般開關電池充電器不同，LTC4156具有即時接通作業才能，以確保甚至在電池已深度放電時，一插上插頭體系就能夠供電。因為支撐USBOTG（On-the-Go），所以無需任何額外的組件，就能反過來向USB端口供給一個5V電源。

LTC4156的自主全功用單節磷酸鐵鋰離子電池充電器能供給高達3.5A的充電電流，具有15種用戶可選的充電電流設置。該充電器包含自動再充電、壞電池檢測、可編程安全按時器、熱敏電阻操控的溫度合格的充電、可編程充電結束指示/停止以及可編程中止。LTC4156選用扁平（0.75mm）28引腳4mmx5mmQFN封裝，在-40°C至125°C的溫度范圍內作業有保證。

高效率內部開關穩壓器

LTC4156的開關穩壓器作業起來像一個變壓器，答應VOUT端的負載電流超越輸入電源汲取的電流，并且與典型線性形式充電器比較，充分利用可用功率給電池充電的才能得到了極大的改進。前述比如闡明，LTC4156能夠怎么樣以高達3.5A的電流高效地充電，然后完成了更快的充電速度。與一般開關電池充電器不同，LTC4156具有即時接通作業才能，以確保甚至在電池沒電或已深度放電時，一插上電源就可向體系供電。

對電池而言更安全

在對電池快速充電時，監督電池的安全性是很重要的。當電池溫度降至低于0°C或升至高于60°C時（如一個外部負溫度系數的NTC熱敏電阻所測得的那樣），LTC4156會自動停止充電。除了這一自主性功用，LTC4156還供給一個擴展標度的7位模數轉換器（ADC），以憑借約1°C的分辨率監督電池溫度（參見圖3）。這個ADC與4個可用的浮置電壓設置和15個電池充電電流設置相結合，可用來建立根據電池溫度的定制充電算法。

可通過一個簡略的兩線I2C接口讀取NTCADC的成果，然后能對充電電流和電壓設置進行調整。該通信總線答應LTC4156指示額外的狀況信息，例如輸入電源狀況、充電器狀況和毛病狀況。因為支撐USBOn-The-Go，所以無需任何附加組件，就能反過來向USB端口供給一個5V電源。

對平板電腦或工業條碼掃描器等許多便攜式運用來說，辦理兩個輸入（例如USB和交流適配器）足夠了。不過，便攜式設備規劃師一直在不斷尋求用任何可用電源給電池充電的方法。LTC4156的雙輸入、優先級多工器根據用戶含義的優先級（缺省優先級為適配器輸入），自主地選擇最合適的輸入（交流適配器或USB）。過壓維護（OVP）電路一起維護兩個輸入，以免遭到意外加上的高壓或反向電壓引起的損壞。LTC4156的抱負二極管操控器保證，即使輸入功率不足夠或不存在，也總是能夠向VOUT供給足夠的功率。為了在設備連接到一個處于暫停形式的USB端口時，最大極限地削減電池泄漏，在VBUS和VOUT之間放置了一個LDO，以向運用供給可答應的USB暫停電流。為了消除制作和銷售階段的電池泄漏，裝運及儲存特性將現已很低的電池備用電流進一步降至簡直為零。

最終，LTC4156與LTC4155鋰離子版本是引腳和組件徹底兼容的，然后無需從頭大面積組織電路板，就能夠靈活方便地在最終一分鐘替換不同化學組成的電池。