解析充电用 Buck 转换器实现 CV/CC 控制的方法

解析充电用 Buck 转换器实现 CV/CC 控制的方法

当符合 USB 2.0 BC1.2 和信产部 YD/T1591-2009 标准以及采用 Divider3 及 1.2V 模式的设备接入时，它可通过数据线的 D+/D- 对其进行检测并自动判定其遵守的规格，自动安排与其规格相符的供电操作以实现其充电过程，这一特性使其可以和历史上曾经出现过的绝大部分便携式设备兼容，使你的设计具有极其普遍的适应性。 RTQ2115C 内含的同步 Buck 转换器可在 3V~36V 的输入电压范围内工作，最高可以耐受 42V 的电压冲击。其额定工作频率为 2.1MHz，可接受 300kHz~2.2MHz 的外来同步信号控制其工作节奏。

负载很轻时，其工作模式可选择为 PSM 或 FPWM，可分别满足高效率和高输出电压调整率的应用需求。其输出采用 CC/CV 控制方式，轻载时工作于 CV 模式，重载时进入 CC 模式，非常符合充电应用的需求，同时还能用缆线压降补偿功能对长线传输带来的电压降进行补偿，避免在负载端的电压出现波动现象。

CC 即恒流控制是在负载电流超过预设的电流限制时用一个可控的电流源对上述控制回路中的 COMP 电压进行强行的限制，使其随着输出电流的上升而变得越来越低，完全不管输出电压的高低。这种行为在负载电流没有超限时是不会发生的，因此和 CV 控制一点也不会有冲突。

我们可以将其想象为就是和 CV 控制回路的 COMP 节点连接在一起的，但是其作用远比 CV 控制误差放大器的作用更强，能使 CV 控制误差放大器的输出完全不起作用。

现在说说缆线压降补偿是如何实现的。当负载电流 IOUT 流过电阻 RSENSE 时会形成一个电压差 VCS = RSENSE x IOUT，此电压差经过内部电路处理后形成一个电流 ILC（µA） = 21 x （ VCS – 0.00476 ），它们两者之间的关系如下图所示：

此电流经过电压反馈电阻网络上端电阻 R1 处理后会给输出电压加入一个偏移量 VO_OFFSET = ILC x R1 = 21 x （ RSENSE x IOUT – 0.00476 ） x 10-6 x R1，使输出电压会随着负载电流的上升而自动上升，但在负载连接端的电压是基本维持不变的，因为这个偏移量的指标是根据负载线的特性而提出来的。所以，实际的设计过程需要首先给出偏移量指标，然后根据下式计算出 R1 的值：

其中的 IOUT 就是应用中会出现的最大负载电流，RSENSE 则是这个最大负载电流流经电阻 RSENSE 时能产生 100mV 压降的电阻值。 最后再根据空载输出电压值 VOUT、恒压控制的反馈参考电压值 VREF_CV = 0.8V 及刚刚得到的 R1 计算出反馈电阻 R2 的值：

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