USBポートから+5Vおよび+3.3Vが給電されるポータブル電源

図1の回路はユニバーサルシリアルバス(USB)ポートによって給電されます。ディジタルカメラ、MP3プレーヤ、およびPDAのようなポータブルデバイスに給電するために+5Vおよび+3.3Vを生成します。ポートはLi+バッテリの充電など給電しながら通信を維持できます。IC2はバッテリ電圧(V_BATT)を5Vに昇圧し、IC3はその5V出力を3.3Vまで降圧します。

IC1 (Li+バッテリチャージャ)はUSBポートから給電されバッテリを充電します。SELI終端をローにプルすることで低電力USBポート用に充電電流を100mAに設定し、SELIをハイにプルすることで高電力ポート用に500mAを設定します。同様にSELVをハイまたはローにプルすることでチップを、4.2Vまたは4.1VのLi+バッテリ充電用に設定します。バッテリを保護するためにIC1の最終充電電圧は0.5%の精度を示します。/CHG終端によって、チップは充電中にLEDを点灯させることができます。

IC2はV_BATTを5Vに昇圧し最大450mAを供給するステップアップDC-DCコンバータです。この低バッテリ検出回路と真のシャットダウン能力によってLi+バッテリが保護されます。(バッテリを出力から切断することで｢真の｣シャットダウンがバッテリ電流を2µA以下に制限します。)低バッテリトリップポイントは、LBIに接続されたV_BATTとGND間の外部抵抗分圧器によって設定されます。低バッテリ出力(LBO)をシャットダウン(SHDN)に接続することでIC2は低バッテリ電圧に対応してその負荷を切断します。

Li+バッテリの内部ソースインピーダンスによってIC2は、その低バッテリ検出回路がその負荷から低電圧バッテリを切断すると、振動からの影響を受けやすくなります。バッテリ内部の全抵抗における電圧低下が取り除かれると、バッテリ電圧は増え、IC2を再びオンにします。例えば、500mΩの内部抵抗を持ち、500mAを給電するLi+バッテリは内部抵抗全体で250mV低下します。IC2回路が負荷を切断し、バッテリ電流をゼロに強制すると、バッテリ電圧はただちに250mV増えます。

LBOのnチャネルFETはこの振動を、低バッテリ検出回路にヒステリシスを追加することで除去します。ここに示す回路は2.9Vの低バッテリトリップ電圧用に設定されています。V_BATTが2.9V以下になると、LBOが開きSHDNはハイにプルされFETをオンすることができます。FETがオンされると、1.3MΩと249kΩの平行の組合せはバッテリターンオン電圧を3.3Vに設定することで振動を除去します。

最後に、ステップダウンコンバータ(IC3)は5Vを3.3Vに降圧し、90%を超える効率で最大250mAを供給します。

同様の記事が「EDN」誌の2001年12月20日号に掲載されました。