電源設計技巧十例之一：為電源選擇最佳工作頻率
電源設計技巧十例之二：如何解決噪聲電源
電源設計技巧十例之三：多相升壓轉換器改裝

由於鋰離子電池在重量與容量兩方麵都具有較高的能量密度，因此廣泛應用於便攜式設備中。使用智能電話、PDA 及 MP3 播放器等設備的用戶希望在無需使用電池的情況下，通過輸入電源為設備供電。這就需要一種被稱為“電源路徑管理”的電源架構以單獨的路徑分別為設備係統供電並對電池充電。

動態電源路徑管理 (DPPM) 電池充電器

在(zai)最(zui)常(chang)用(yong)的(de)電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)和(he)係(xi)統(tong)供(gong)電(dian)配(pei)置(zhi)中(zhong)，係(xi)統(tong)負(fu)載(zai)可(ke)直(zhi)接(jie)連(lian)接(jie)到(dao)電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)器(qi)的(de)輸(shu)出(chu)端(duan)。雖(sui)然(ran)這(zhe)種(zhong)架(jia)構(gou)不(bu)僅(jin)簡(jian)便(bian)易(yi)用(yong)而(er)且(qie)成(cheng)本(ben)較(jiao)低(di)
，但(dan)由(you)於(yu)電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)電(dian)流(liu)的(de)無(wu)效(xiao)控(kong)製(zhi)可(ke)能(neng)會(hui)引(yin)起(qi)充(chong)電(dian)異(yi)常(chang)終(zhong)止(zhi)和(he)安(an)全(quan)定(ding)時(shi)器(qi)誤(wu)報(bao)警(jing)。

bq2403x 係列 DPPM 電池充電器具有電源共享功能，可在為係統供電的同時對電池進行充電。這就避免了充電終止和安全定時器等問題，從而盡可能降低了 AC 適配器的額定功率並提高了係統穩定性。這一功能還允許係統在為過度放電的電池充電的同時正常工作。

電源路徑管理電池充電器的結構簡圖如圖 1 所示。當 AC 適配器接通電源時， MOSFET Q1 對係統總線電壓 VOUT 進行預穩壓，該值高於最大電池穩壓值 VBAT。這就建立起了適配器輸入端與係統之間的直接路徑。MOSFET Q2 專門用於電池充電，所以電池與係統互不幹擾。當接通並選中 USB 時，MOSFET Q3 全部開啟， Q3 輸出提供與 USB 輸出幾乎等量的輸出電壓，並由 MOSFET Q2 來控製電池充電。

DPPM 可動態監控係統總線電壓。如果由於適配器或 USB 的輸入電流較小而引起係統總線電壓降至預置值
，則電池充電電流就會減少直至輸出電壓停止下降。隻有 DPPM 控kong製zhi盡jin可ke能neng處chu於yu穩wen態tai條tiao件jian時shi，係xi統tong才cai能neng獲huo得de所suo需xu電dian流liu，並bing利li用yong剩sheng餘yu電dian流liu對dui電dian池chi進jin行xing充chong電dian。正zheng因yin如ru此ci，適shi配pei器qi是shi基ji於yu係xi統tong平ping均jun功gong率lv而er設she計ji的de，而er不bu是shi係xi統tong最zui大da峰feng值zhi功gong率lv。這zhe使shi設she計ji人ren員yuan可ke以yi采cai用yong額e定ding功gong率lv較jiao小xiao且qie成cheng本ben更geng低di的de適shi配pei器qi。

典型 DPPM 應用電路如圖 2 所示。當係統與電池充電器的電流總量超過 AC 適配器或 USB 的電流限製時，與係統總線相連的電容則開始放電，且係統總線電壓也開始隨之降低。當係統總線電壓降至 DPPM 引腳設置的預定閾值時，充電電流降低
，以防止因 AC 適配器過載而導致係統崩潰。如果充電電流降至 0 A 時仍然無法維持係統總線電壓，則電池將暫時放電，並向係統供電以防止係統崩潰。這就是“電池補充模式”
，圖 3 為該模式隨同 DPPM 實驗波形工作的情況。


DPPM 電壓閾值 VDPPM 由電阻器 R3 設置，且通常低於 OUT 引腳的穩壓值，以保證係統安全工作。R3 可由下式計算得出：

R1 的作用是設置快速充電電流
，其可由下式計算得出：

R2 用於設置安全定時器值。通常要求鋰離子電池的充電溫度範圍介於 0℃～45℃ 之間。RT1 和 RT2 經過編程，可用於其他溫度範圍。

電池充電器通過 PSEL 引腳可以選擇 AC 或 USB 電源作為主電源，如果選擇 USB 端口，則可通過 ISET2 選擇最大電流。


該器件的三個功率 MOSFET 和一個電源控製器均集成在 3.5 x 4.5 毫米散熱增強型 QFN 封裝中。熱調節環路可降低充電電流，以防止矽芯片溫度超過 125℃。無論是有源熱調節電路還是有源 DPPM 引起充電電流的降低，安全定時器時間都將自動延長，以防止發生安全定時器誤報警的意外情況。DPPM 或熱調節環路為有源時可禁用充電終止功能。這種辦法可防止發生充電異常終止。

結論

當係統總線電壓因輸入電流不足而降至預設閾值時，DPPM 會在繼續為係統負載供電的同時降低電池充電電流。DPPM 還完全消除了充電異常終止和安全定時器誤報警等電池與係統相互幹擾的問題。DPPM 電池充電器非常適用於需要同時為電池充電和為係統供電的應用。

相關閱讀：
基於SPWM技術的陀螺電源設計
http://m.0-fzl.cn/power-art/80019761
如何解決電源設計中IC驅動電流不足的問題
http://m.0-fzl.cn/cp-art/80020003
淺析幾種新型特種集成開關電源設計實例
http://m.0-fzl.cn/power-art/80019823