Układ do ładowania baterii Li-ion firmy Toshiba

Współczense urządzenia przenośne takie jak tablety i smartfony wymagają dosyć częstego i relatywnie długiego ładowania baterii. Jest to skutek ograniczonego rozwoju technologii baterii, która nie dostarcza rozwiązań na tyle wydajnych i jednocześnie miniaturowych, które pozwalają sprostać coraz większemu zużyciu energii przez urządzenia.

Chcąc zptymalizować proces ładowania baterii w urządzeniach przenośnych firma Toshiba opracowała układ TC7710WBG, który służy do ładowania baterii litowo-jonowych z linii zasilania interfejsu USB. Nowy układ został wyprodukowany w opracowanej przez Toshibę, zaawansowanej technologii 0.13 μm przeznaczonej dla systemów analogowo-cyfrowych (mixed-signal), dzięki czemu charakteryzuje się wysoką wydajnością pracy i niewielkimi rozmiarmi, a więc cechami bardzo pożądanymi w urządzeniach mobilnych, zasilanych z baterii.

W układzie TC7710WBG zintegrowano przetwornicę obniżającą DC/DC, mogącą dostarczyć prąd o natężeniu do 2 A. Częstotliwość przełączania, wynosząca 3 MHz, została ustalona tak wysoko, aby pozwolić na zmniejszenie wartości wymaganych elementów pasywnych, co umożliwia oszczędzenie miejsca na płytce drukowanej. Przetwornica osiąga sprawność przekraczającą 90%. Parametry te oraz jedną z najniższych na rynku charakterystyk Rds(on)*Qg układ zawdzięcza według zapewnień producenta wspomnianej technologii 0,13 μm. Całość rozwiązania została oparta na specyfikacji USB Battery Charging 1.2. Układ mieści się w obudowie WCSP25 o wymiarach 2,5 x 2,5 mm.

Rola układu TC7710WBG nie ogranicza się tylko do podania na baterię napięcia i prądu z portu USB poprzez przetwornicę. Dynamicznie dobiera on profile ładowania, zapewniając stabilność procesu ładowania i optymalizując czas jego trwania. Układ wyposażony jest w interfejs I2C, pozwalający ustawiać parametry ładowania, takie jak prąd wyjściowy czy profil.

Układ został wyposażony w zabezpieczenia przeciw przekroczeniu dopuszczalnego napięcia na wejściu (4,35–6,5 V), dzięki czemu toleruje napięcia do 28 V, a także przeciw spadkowi napięcia wyjściowego (UVLO). Na bieżąco sprawdza też prąd wejściowy oraz napięcie i temperaturę baterii.

Próbki układu TC7710WBG będą dostępne w marcu 2013 r., w cenie 0.5 USD przy zamówieniu tysiąca sztuk, a jego masowa produkcja ma się rozpocząć w maju.