作者： Diarmuid Carey，核心應(yīng)用部應(yīng)用工程師
問題：
能否在不構(gòu)建專用硬件的情況下制作充電寶應(yīng)用原型？
【資料圖】
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答案：
對于這個問題，簡短回答是肯定的，而且由于多年來許多客戶問過這個問題，所以本文旨在更詳細地探討此話題。本文將回顧使用現(xiàn)有評估板開發(fā)應(yīng)用的過程，討論所遇到的挑戰(zhàn)，并概述關(guān)于進一步修改和改進的建議。
簡介
理想情況下，任何電源設(shè)計都應(yīng)該從一些基本的概念驗證測試開始，這通常涉及測試現(xiàn)有演示板。本演示只是簡單地執(zhí)行該預先存在的步驟（在演示硬件上測試單電源軌），并在此基礎(chǔ)上進行擴展，以利用演示硬件得到一個工作系統(tǒng)。此外，由于本演示需要在相對較短的時間內(nèi)完成，采用典型開發(fā)流程——設(shè)計、布局、構(gòu)建、裝配和測試（加上任何設(shè)計迭代）——是不可能的，因此系統(tǒng)原型完全是利用現(xiàn)成的硬件制作的。
應(yīng)用
為了回答本文開頭提出的問題，有必要選擇一個高級應(yīng)用作為起點，以證明它是可能的。因此，充電寶應(yīng)用被選用來進行概念驗證。每個電子項目都離不開電源管理，因此可以選擇任何其他應(yīng)用。
充電寶是一種非常常見的應(yīng)用，大多數(shù)消費者都遇到過并使用過——例如，許多旅行者會攜帶一個充電寶，以確保其手機在長途旅行中有電可充。充電寶本質(zhì)上是一個電池包（容量隨價格和所需的范圍而不同），有一個或多個USB-A端口，與一個USB-C輸入端口對其充電。當然，在此基本功能之上添加其它復雜功能也是可能的。例如，可以增加一個無線充電板或一個輸入，以便戶外愛好者使用太陽能對充電寶充電。
此應(yīng)用包括的選項有通過太陽能給電池充電，或通過標準12 V AC-DC壁式電源適配器的直流輸入進行充電。輸出包括一些基本USB-A充電端口（總共兩個），其產(chǎn)生5 V電壓，用于移動電話和一系列USB供電的電子設(shè)備。
硬件選擇
電源選擇——LTC4416
在本示例中，設(shè)計將支持兩個輸入電源（一個太陽能電池板和一個AC-DC壁式電源適配器，后者只是一個簡單的AC-DC電源）。出于這個原因，設(shè)計需要一種稱為功率路徑優(yōu)先排序器的靈巧器件，它不僅要根據(jù)哪個電源可用而智能切換電源，而且要管理兩個電源都可用的情況，將優(yōu)先級賦予一個電源或另一個電源。一個簡單的實現(xiàn)版本是使用一些簡單的二極管——通常連接二極管的兩個陰極，并將陽極連接到相應(yīng)的電源。遺憾的是，由于典型二極管固有的壓降（約0.6V），這種特殊配置存在損耗，而且它也不支持實現(xiàn)任何巧妙的選擇標準，例如優(yōu)先級選擇。它只允許較高電位的輸入通過。
對于這種情況，LTC4416可以發(fā)揮作用——它不僅用效率更高的PFET取代了有損耗的二極管，而且允許指定優(yōu)先級。在這種特殊應(yīng)用中，壁式電源適配器將始終擁有較高優(yōu)先級。這樣，當壁式電源可用時，設(shè)計就能利用該電源（并獲得更高的電流）。該器件非常靈活，可根據(jù)設(shè)計要求支持多種工作模式。表1（來源于LTC4416數(shù)據(jù)手冊）顯示了工作模式。
表1.LTC4416數(shù)據(jù)手冊中的工作模式
