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窄电压直流（NVDC）电源路径管理是一种高效且灵活的电源管理方法，特别适用于需要精细控制电源分配和管理的便携式设备。

对NVDC电源路径管理及其优势，以及MP2733充电器IC在NVDC应用中的详细解析：

NVDC电源路径管理的优势

即时开机能力：

即使电池电压很低，系统也能通过NVDC电源路径管理实现即时开机。这得益于NVDC系统能够优化电源分配，确保在电池电量不足时也能为系统提供必要的启动电流。

系统电压追踪电池电压：

NVDC系统能够追踪电池电压，从而有效降低充电过程中产生的热量。系统无需承受外部VIN（输入电压），可以支持更低电压的系统设计，进一步降低功耗和成本。

    电池补充系统电量：

当输入电量不足时，电池可以自动补充系统所需的电量，确保系统的稳定运行。这种灵活性使得NVDC系统能够在各种电源条件下保持高效运行。

系统与电池完全断开：

NVDC系统允许在特定情况下（运输模式、过流保护或欠压保护）将系统与电池完全断开。这有助于消除未售出产品中的系统电流消耗，从而延长电池使用时间。

充电器IC的双输出能力：

具备NVDC功能的充电器IC（MP2733）可以提供两个独立的输出，分别用于系统和电池。这种设计允许充电器IC将系统电压调节至高于电池电压，以满足不同设备的电源需求。

MP2733充电器IC在NVDC应用中的特点

高度集成：MP2733是一款高度集成的开关模式电池充电器IC，适用于单节锂离子和锂聚合物电池应用。其紧凑的设计使得它非常适合平板电脑、无线摄像头、智能手机等便携式设备。

NVDC电源路径管理：MP2733提供NVDC电源路径管理功能，能够分别控制系统和电池的电源分配。在启动时，系统具有优先权，即使电池缺失或深度放电，系统也能正常启动。

灵活的电压调节：如果输入电源在电池耗尽的情况下也可用，MP2733能够将系统电压调节至其可调最小值（VSYS_REG_MIN）。这种灵活性使得MP2733能够适应各种电源条件，确保系统的稳定运行。

运输模式选项：MP2733支持运输模式选项，在运输模式下，当没有VIN时，可以禁用位于电池和系统节点之间的内部电池FET。这有助于消除未售出产品中的系统电流消耗，延长电池使用时间。

NVDC结构示意图（以MP2733为例）

图中（虽然未直接提供）可能展示了MP2733的NVDC结构，包括前端降压DC/DC变换器、置于SYS和BATT引脚之间的电池FET以及其他相关电路。

这种结构使得MP2733能够高效地管理电源路径，确保系统和电池在各种条件下都能获得稳定的电源供应。

NVDC电源路径管理架构

MP2733是一款高度集成的开关模式电池充电器IC，适用于单节锂离子和锂聚合物电池应用。NVDC功能可以分别控制系统和电池，并在启动时给予系统优先权，当电池缺失或深度放电时，系统也能启动。如果输入电源在电池耗尽的情况下也可用，则系统电压将被调节至其可调最小值(VSYS_REG_MIN)。NVDC 架构由前端降压 DC/DC 变换器和置于 SYS 和 BATT 引脚之间的电池 FET 提供支持。图上  显示了MP2733的 NVDC 结构。

NVDC 架构通过以下方式调节电压：

1. 如果 VBATT 降至 VSYS_MIN 以下，系统电压将调节至 VSYS_REG_MIN。同时，电池 FET 工作于线性模式，根据 VBATT为电池充电。另外，VSYS_MIN 可通过 I2C 接口设置。

    2.如果 VBATT 超过 VSYS_MIN + VBATT_GRD（约 60mV），则电池 FET 完全导通。电池之间的压差即为电池 FET 的 VDS，充电电流环路由变换器的 PWM 控制实现。

    3.如果充电暂停或完成，系统电压将被调节至最大值（见下图 ）。除了上述特性以外，MP2733 的 NVDC 架构还支持运输模式。

VSYS 随 VBATT 的变化曲线

充电器IC拓扑结构充电器IC拓扑主要有两种类型：线性充电器IC和开关充电器IC，后者可进一步分为升压、降压和升降压充电器IC（参见下图 ）。下面将详细介绍这些拓扑结构。

线性充电器IC

线性充电器IC以其小巧的体积、简单的电路设计和高性价比而著称。这类充电器IC没有开关元件，因此产生的噪声较低，非常适合对噪声敏感的应用。然而，由于封装尺寸的限制，当充电电流较高时，会产生较大的功耗，导致效率降低。线性充电器IC更适合小电流、便携式物联网(IoT)设备，健身器材配件、智能手表和蓝牙耳机等。

MP2662是一款高度集成的线性锂离子/锂聚合物电池充电器IC，具有电源路径管理功能。它采用超小尺寸的WLCSP-9封装，支持AC适配器或USB端口供电，并能自主确定由输入、电池或两者同时供电。MP2662通过分离充电电流与系统负载，提供充电截止功能，确保电池保持满电状态。其集成的I2C接口允许配置各种安全功能，包括电池欠压锁定(UVLO)保护、输入限流、最小输入电压调节、充电电流、电池调节电压和安全定时器。

开关充电器IC

在中、大电流应用中，开关充电器IC比线性充电器IC更高效，且能适应更宽的输入电压(VIN)范围。但开关充电器IC需要额外的电感器和电容器，增加了成本和复杂性，并占用了更多的PCB空间。对于大容量电池或需要快充功能的应用，开关充电器IC是理想选择。它们适用于高密度系统，智能手机、平板电脑、笔记本电脑、移动电源和扬声器。

开关充电器IC主要分为降压（buck/step-down）、升压（boost/step-up）和升降压（buck-boost）三种类型。

降压充电器IC：适用于最小输入电压始终超过最大电池电压(VBATT)的应用，单电池5V USB充电。

升压充电器IC：适用于VIN低于最大VBATT的应用，两节电池串联的5V USB充电。但仅适用于功率要求小于或等于15W的应用。

升降压充电器IC：允许VBATT高于、低于或等于VIN，使电池能在任何电源电压下持续充电，直至达到目标电压。适用于多节电池串联的USB PD应用，笔记本电脑、智能手机和移动电源。

MP2721是一款降压充电器IC，提供低阻抗电源路径，提升充电效率，缩短充电时间，延长电池寿命。它支持USB电池充电规范1.2(BC1.2)标准和非标准适配器检测，并提供I2C接口以配置参数。

MP2672A是一款灵活的开关模式升压充电器IC，适用于两节串联的锂离子电池，适用于便携式应用，销售点(PoS)系统、云台和蓝牙扬声器。它具有电池平衡功能，并提供独立模式和主机控制模式。

MP2760是一款优化的升降压充电器IC，采用TQFN-30封装，具有窄电压直流(NVDC)电源路径管理和USB On-The-Go(OTG)或USB PD电源模式。它专为1至4节串联电池组应用而设计，具有四个开关FET和两个N沟道MOSFET驱动器。

USB On-The-Go (OTG)

USB On-The-Go(OTG)允许便携式电池供电设备实现双向供电，使设备能为其他连接的设备或配件充电。许多采用电感拓扑的开关充电器IC都支持USB OTG操作。

MP2722是一款高效降压充电器IC，集成了USB Type-C放电模式和双角色电源(DRP)模式所需的功能。它提供sink-only模式、source-only模式和DRP模式，可通过I2C接口手动设置或自动选择。

安全性

设计人员在选择电池充电器IC时，必须考虑其安全特性。常见的安全功能包括输入、电池和系统欠压和过压保护，输入、电池和系统过流保护，电池充电电流和电压曲线监测，IC温度和电池温度监测（包括遵循JEITA标准），以及充电/放电时间限制（通过充电安全定时器实现）。

MP2651是一款具有强大保护功能的升降压充电器IC，提供多种保护功能，包括逐周期MOSFET电流限制、系统和电池过压保护(OVP)和欠压保护(UVP)、系统短路保护(SCP)、温度调节、电池缺失保护和电池温度监测。它还提供一个安全定时器，用于防止过长的充电周期。

监控器（WATCHDOG）定时器：在可配置充电器IC中，监控器定时器的主要目的是在系统微控制器(MCU)死机或停止响应时安全地处理实例。如果MCU开始工作不正常或完全停止运行，写入充电器IC的值就可能不正确，这会影响充电期间的电池安全性。

MP2710是一款具有电源路径管理和I2C接口的紧凑型单节电池充电器IC，提供一个可配置的监控器定时器。如果在主机模式下启用了监控器定时器，主机必须定期写入MP2710以复位定时器。如果定时器到期，则器件的大多数寄存器都将被重置回其默认模式。

电池温度监测和JEITA标准：充电器IC的一项关键安全要求是能够在充电期间监测电池的温度，并在温度超出指定范围时控制充电电流和/或电压。JEITA（日本电子和信息技术产业协会）的电池标准在整个行业中被广泛使用。

MP2651提供具有4个温度阈值和5个窗口的完全可定制JEITA配置文件。通过一次性可编程(OTP)存储器进行配置，并通过I2C接口修改。这些阈值通过VNTC和NTC引脚之间的电压比监控，以监测电池温度。MP2651还集成了一个模数转换器(ADC)，用于监测NTC引脚和其他关键参数。

总结：

从单电池充电器IC 到具有 两个 或 三个以上串联电池的充电器 IC，MPS 的电池充电器IC解决方案涵盖了各种高性能 IC，它们将助力设计人员完善各种电池充电应用。选择电池充电器 IC 需要考量多种因素，充电曲线、充电器IC拓扑（开关或线性充电器IC）、电源路径管理结构、电池配置和安全特性（例如监控器定时器和 JEITA 温度监测）。