USB充电电路图及原理是怎样的

USB充电电路图及原理介绍除了直接供电USB器件外，USB更实用的功能之一是利用USB电源进行电池充电。

便携装置（如MP3播放机、PDA）与PC交换信息时，电池充电和数据交换同时在一条缆线上进行，可以大大提高装置的便捷性。将USB和电池供电功能结合起来，可以扩大“非受限”装置（如移动web相机连接PC或不连接PC工作）的工作范围，无需携带不便的AC适配器。

USB对电池充电可以复杂也可以简单，这取决于USB设备的要求。设计中的关键因素包括成本、大小和重量。其他重要的考虑包括：

1. 当设备插入USB端口时，带放电电池的设备能以多快的速度进入完全工作状态。
2. 所允许的电池充电时间。
3. 受USB限制的电源预算。
4. 包含AC适配器充电的必要性。

在很多情况下，USB充电电路可以被设计得简单且有效，只需满足特定的电流要求。例如，当电池充电电流限制在100mA时，任何USB主机或自供电插孔都可以为设备供电。对于这样的设计，一个非常基本的充电器和稳压器电路可以实现（图3）。

在更先进的系统中，充电器或围绕充电器需要一些增强性能，例如可选择的充电电流以适应不同电源或电池的供电能力，插入电源时的负载切换以及过压保护。图4所示电路增加了这些功能，借助充电器IC电压检测器驱动外部MOSFET实现。MOSFET和二极管旁路电池，直接连接有效电源输入与负载。当电源输入有效时，DC输入具有优先地位，充电器防止在同一时间两个输入都有效。

图5所示电路（图4的简化子系统）是一个经济的连接方法，USB电源不直接接到负载，充电和系统工作仍然发生在USB电源，但系统保持与电池的连接。若连接DC电源，则图5工作状态与图4相同，无等待时间，与电池状态无关。

镍氢电池充电电路（图6）尽管锂离子电池能为大多数便携装置提供最好的性能，但NiMH（镍氢）电池仍然是低成本设计的可行选择。在负载要求不是太严格时，保持低成本的一个好方法是用NiMH电池。这需要一个DC-DC变换器升压，一般从1.3V电池电压提升到器件可用的电压（一般为3.3V）。