作者： Diarmuid Carey，核心应用部应用工程师

问题：
能否在不构建专用硬件的情况下制作充电宝应用原型？

【资料图】

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答案：
对于这个问题，简短回答是肯定的，而且由于多年来许多客户问过这个问题，所以本文旨在更详细地探讨此话题。本文将回顾使用现有评估板开发应用的过程，讨论所遇到的挑战，并概述关于进一步修改和改进的建议。

简介

理想情况下，任何电源设计都应该从一些基本的概念验证测试开始，这通常涉及测试现有演示板。本演示只是简单地执行该预先存在的步骤（在演示硬件上测试单电源轨），并在此基础上进行扩展，以利用演示硬件得到一个工作系统。此外，由于本演示需要在相对较短的时间内完成，采用典型开发流程——设计、布局、构建、装配和测试（加上任何设计迭代）——是不可能的，因此系统原型完全是利用现成的硬件制作的。

应用

为了回答本文开头提出的问题，有必要选择一个高级应用作为起点，以证明它是可能的。因此，充电宝应用被选用来进行概念验证。每个电子项目都离不开电源管理，因此可以选择任何其他应用。

充电宝是一种非常常见的应用，大多数消费者都遇到过并使用过——例如，许多旅行者会携带一个充电宝，以确保其手机在长途旅行中有电可充。充电宝本质上是一个电池包（容量随价格和所需的范围而不同），有一个或多个USB-A端口，与一个USB-C输入端口对其充电。当然，在此基本功能之上添加其它复杂功能也是可能的。例如，可以增加一个无线充电板或一个输入，以便户外爱好者使用太阳能对充电宝充电。

此应用包括的选项有通过太阳能给电池充电，或通过标准12 V AC-DC壁式电源适配器的直流输入进行充电。输出包括一些基本USB-A充电端口（总共两个），其产生5 V电压，用于移动电话和一系列USB供电的电子设备。

硬件选择

电源选择——LTC4416

在本示例中，设计将支持两个输入电源（一个太阳能电池板和一个AC-DC壁式电源适配器，后者只是一个简单的AC-DC电源）。出于这个原因，设计需要一种称为功率路径优先排序器的灵巧器件，它不仅要根据哪个电源可用而智能切换电源，而且要管理两个电源都可用的情况，将优先级赋予一个电源或另一个电源。一个简单的实现版本是使用一些简单的二极管——通常连接二极管的两个阴极，并将阳极连接到相应的电源。遗憾的是，由于典型二极管固有的压降（约0.6V），这种特殊配置存在损耗，而且它也不支持实现任何巧妙的选择标准，例如优先级选择。它只允许较高电位的输入通过。

对于这种情况，LTC4416可以发挥作用——它不仅用效率更高的PFET取代了有损耗的二极管，而且允许指定优先级。在这种特殊应用中，壁式电源适配器将始终拥有较高优先级。这样，当壁式电源可用时，设计就能利用该电源（并获得更高的电流）。该器件非常灵活，可根据设计要求支持多种工作模式。表1（来源于LTC4416数据手册）显示了工作模式。

表1.LTC4416数据手册中的工作模式