目前有越來越多的掌上型設備採用單顆鋰離子電池做為電源，因此帶來了簡單且經濟的充電解決方案需求，其中座充式充電器就是其中的一個選擇，同時由於系統設計工程師不需要煩惱在設備中內建充電邏輯線路的問題，使得使得它越來越受歡迎，座充充電器提供了一個完整的獨立式鋰離子充電解決方案。

在這裡我們將介紹採用低成本的線性變壓器，設計出不需電感器，同時幾乎沒有額外耗電的單顆鋰離子座充式充電器。

座充式充電器的線性輸入電源

(圖一)為離線式座充式充電器的方塊圖，在離線式座充充電器市場中，廠商通常採用獨立的AC/DC變壓器或者是在座充充電器中內建AC/DC轉換線路，其中AC/DC變壓器的最經濟解決方案就是線性變壓器。

《圖一　離線式座充充電器方塊圖》

《圖二　交流線式變壓器方塊圖》

《圖三　線性變壓器的等效電路圖》

《圖四　3.7V@300mA線性變壓器輸出特性》

《表一　輸出負載V.S輸出電壓》

(圖二)為交流線性變壓器的詳細電路方塊圖，這個簡單的線性交流變壓器並沒有任何電壓或電流調節線路，但是如果輸入電壓變動或者是AC線性變壓器的輸出阻抗可以事先得知的話，那麼我們就可以預估它的輸出特性，圖三為圖二中線性變壓器的等效電路圖，其中Zout為交流線性變壓器的輸出阻抗。

我們可以設計一個擁有繞圈數比的n變壓器

《公式一》

如果Vin=120Vac且Vs=12Vac, n=10。

其中如果Vin的變動為±10%，那麼Vs也將會有±10%的變動。

(圖二)變壓器在Rload的輸出電壓為：

《公式二》

例如，如果我們希望在正常AC輸入情況下1mA時Vout1 = 9V且500mA負載時Vout2 = 4.5V，那麼AC線性變壓器的輸出阻抗就成為9Ohm，如公式三。

《公式三》

(圖四)為採用如(圖二)的設計，輸入120VAC 60Hz、輸出3.7V@350mA的線性變壓器輸出電壓與電流特性圖。

由於輸出電壓與電流受到限制，因此輸出功率也就受限，雖然這個線性交流變壓器的線性與負載穩壓程度較差，但是卻是MAX1879鋰離子充電器輸入電源的良好選擇，(圖二)中的熱保險絲與正溫度系數(PTC, Positive Temperature Coefficient)電阻可以用來滿足溫度過熱保護與安規的要求。

MAX1879鋰離子充電器

MAX1879單顆鋰離子充電器採用8 pin μMAX包裝，搭配上交流線性變壓器與一顆PMOS FET，就可以達成單顆鋰離子電池的安全與快速充電功能，MAX1879不僅不需電感器，同時也是目前單顆鋰離子充電器中耗電極低的解決方案。

MAX1879可以透過三種不同的方式來啟動充電功能，分別為電池插入、充電器啟動或外部THERM接腳操作，其中CHG\ LED會在on/off有效週期降到1/8時熄滅，並且會在晶片內建的計數器計數完成時停止充電，其中較重要的安全性功能包括持續的電壓與溫度監控、內建可程式充電時間限制功能，以及一個8mA的預充電流模式以用來對即將耗盡的電池充電，而輸入電源移除的自動偵測會將元件關閉，以便將通過電池的耗電流降到最低，同時達0.75%的整體系統精確度也可以確保電池的容量能夠完全被使用而不會因一再充電而逐漸老化。

《圖五　MAX1879高效鋰離子充電器》

《圖六　採用MAX1879充電線路，3.7V@350mA交流變壓器的輸出波型以及充電電流》

總結

MAX1879搭配上擁有電流限制功能的線性變壓器可以帶給我們單顆鋰離子離線座充充電器相當經濟且有效(在PMOS FET上幾乎沒有耗損)的解決方案，同時MAX1879鋰離子充電器也可以簡單地設計在掌上型設備或電池包裝內，搭配上第二段中所提到的低成本線性變壓器使用時並不會造成額外的耗電或散熱問題。