动态电源管理(DPM)
如何大化可用功率,对电池进行快速、高效的充电?所有电源都其输出电流或者功率限制。例如,高速USB(USB 2.0)端口的大输出电流限定在500mA,而超高速USB(USB 3.0)端口的大输出电流为900mA。如果系统的功率需求超出电源能够提供的功率,则电源会崩溃。电池充电时,如何在使功率输出大化的同时防止电源崩溃呢?下面,我们介绍3种控制方法:基于输入电流的DPM,基于输入电压的DPM,以及与电池补充供电模式一起使用的DPM。
基于输入电流的DPM
图1显示了使用DPM控制的高效开关模式充电器。MOSFET Q2及Q3与功率电感器L组成了一个同步开关降压型电池充电器。使用一个降压转换器,可确保有效转换适配器的输入功率,以实现更快速的电池充电。MOSFET Q1用作一个电池反向阻塞MOSFET,用于防止电池到输入的漏电流通过MOSFET Q2的体二极管。另外,它还起到一个输入电流检测器的作用,以监测适配器电流。

MOSFET Q4用于主动监测和控制电池充电电流,以实现DPM功能。当输入功率足以支持系统负载和电池充电时,使用理想的充电电流值ICHG来对电池充电。如果系统负载(ISYS)突然增加且其总适配器电流达到限流设置(IREF),则输入电流调节环路主动调节,并使输入电流保持在预定义IREF输入基准电流上。给予更高的优先权为系统供电,以让其达到高性能,并同时降低充电电流,这样便可实现上述目标。因此,我们始终可以在输入功率电源不崩溃的同时大化输入功率,并且让可用功率动态地在系统和电池充电之间共用。
基于输入电压的DPM
如果一个第三方电源插入系统,而系统却无法识别其电池限制,则难以根据输入电流限制来使用DPM。这种情况下,我们可以使用基于输入电压的DPM(图2)。电阻分压器R1和R2用于检测输入电压,然后馈给输入电压调节环路的误差放大器。同样,如果系统负载增加,致使输入电流超出适配器的电流限制,则适配器电压开始下降,并终达到预设的小输入电压。输入电压调节环路被激活,以让输入电压维持在预设水平。通过自动降低充电电流以便让来自输入功率电源的总电流达到其大值(电源不崩溃),可以完成这项工作。因此,系统可以追踪适配器的大输入电流。设计输入电压调节的目的是,让电压保持足够高,以便对电池完全充电。例如,可把电压设置为4.35V左右,以对一块单节锂离子电池组完全充电。









