动态电源路径管理的高效开关模式充电器系统设计注意事项.doc
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1、动态电源路径管理的高效开关模式充电器系统设计注意事项随着诸如平板电脑和智能手机等便携式设备的迅速增长和不断涌现,要想实施电池管理以达到更高的电池供电系统性能,变得越来越困难。电池管理系统必须拥有一定的智能,以支持各种适配器类型和电池化学物质,并提高电池充电效率。与此同时,提供良好的用户体验也越来越重要,例如:系统快速开机、长电池使用时间和快速充电等。本文将讨论如何利用输入电流和输入电压型动态电源管理 (DPM) 控制来提高电池充电性能,以防止系统崩溃以及最大化适配器有效功率,并为您说明延长电池工作时间的一些重要设计考虑因素。引言终端用户对于快速充电和高效充电的需求日益增长。锂离子 (Li-Io
2、n) 电池是一种理想的选择,因为其拥有非常高的能量密度。这种电池具有高充电电流,能够很好地适用于 10 英尺平板电脑应用,可用于 6 Ah 以上的高电池组容量。平板电脑要求具有优异的散热性能和快速开机特性,即使是深度放电的电池也是如此。这些要求给设计人员带来了诸多设计挑战。首先是,如果最大化电源的有效功率,以高效、快速地对电池充电同时电源不能崩溃。其次是,如何在系统保持运行的同时,对深度放电的电池进行充电。最后是如何提高散热性能。动态电源路径管理如何最大化有效功率,从而实现快速、高效的电池充电呢?所有电源都有其输出电流或者功率限制。例如,高速 USB (USB2.0) 端口的最大输出电流为 5
3、00 mA,而超高速 USB (USB3.0) 端口的最大输出电流为 900 mA。如果系统功率需求超出电源的有效功率,电源便会崩溃。对电池充电时,我们如何在最大化功率输出的同时防止电源崩溃呢?我们使用了三种控制方法:输入电流型 DPM、输入电压型 DPM 和电池补充模式。图 1 显示了使用 DPM 控制的高效开关模式充电器。MOSFET Q2 和 Q3 以及电感 L 组成一个同步开关降压式电池充电器。这种组成方法达到了最高电池充电效率,充分利用适配器功率,从而实现了最为快速的电池充电。MOSFET Q1 用作一个电池反向阻塞 MOSFET,目的是防止电池漏电通过 MOSFET Q2 体二极管
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