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DPPM电池充电器的结构原理和典型应用分析

由于锂离子电池在重量和容量方面都具有高能量密度,因此它们被广泛用于便携式设备中。

使用智能手机,PDA和MP3播放器等设备的用户希望通过输入电源为设备供电,而无需使用电池。

这需要称为“电源路径管理”的电源架构。

为设备系统供电并在单独的路径中为电池充电。

1动态电源路径管理(DPPM)电池充电器在最常用的电池充电和系统电源配置中,系统负载可以直接连接到电池充电器的输出。

尽管该架构不仅简单易用,而且成本低廉,但由于对电池充电电流的无效控制,可能会导致充电异常终止和安全计时器的误报。

bq2403x系列DPPM电池充电器具有电源共享功能,可以在为系统供电时为电池充电。

这样可以避免诸如充电终止和安全计时器之类的问题,从而尽可能降低交流适配器的额定功率并提高系统稳定性。

此功能还可以使系统在为过放电的电池充电时正常工作。

电源路径管理电池充电器的结构图如图1所示。

当AC适配器上电时,MOSFETQ1预调节系统总线电压VOUT,该电压高于最大电池电压调节值VBAT。

这将在适配器的输入和系统之间建立直接路径。

MOSFETQ2特别用于电池充电,因此电池和系统不会相互干扰。

当打开USB并选择USB时,所有MOSFETQ3都打开,并且Q3输出提供与USB输出几乎相同的输出电压,并且MOSFETQ2控制电池充电。

图1电源路径管理电池充电器的结构图DPPM可以动态监视系统总线电压。

如果由于适配器或USB的输入电流低而导致系统总线电压下降到预设值,则电池充电电流将减小,直到输出电压停止下降为止。

只有当DPPM控制尽可能稳定时,系统才能获得所需的电流并使用剩余的电流为电池充电。

因此,适配器是根据系统的平均功率而不是系统的最大峰值功率来设计的。

这使设计人员可以使用额定功率较低且成本较低的适配器。

图2显示了典型的DPPM应用电路。

当系统和电池充电器的总电流超过交流适配器或USB的电流限制时,连接到系统总线的电容器开始放电,并且系统总线电压开始相应减少。

当系统总线电压下降到由DPPM引脚设置的预定阈值时,充电电流会减小,以防止系统由于AC适配器过载而崩溃。

如果在充电电流降至0A时无法保持系统总线电压,则电池将暂时放电并为系统供电,以防止系统崩溃。

这是“电池补充模式”。

图3显示了该模式如何与DPPM实验波形一起工作。

图2 DPPM电池充电器图3 DPPM实验波形DPPM电压阈值VDPPM由电阻R3设置,通常低于OUT引脚的电压调节值,以确保系统安全运行。

R3可通过以下公式计算:R1的功能是设置快速充电电流,可通过以下公式计算:R2用于设置安全计时器值。

通常,锂离子电池的充电温度范围必须在0°C至45°C之间。

RT1和RT2被编程为在其他温度范围内使用。

电池充电器可以通过PSEL引脚选择AC或USB电源作为主电源。

如果选择了USB端口,则可以通过ISET2选择最大电流。

该器件的三个功率MOSFET和一个功率控制器都集成在一个3.5x4.5 mm耐热增强型QFN封装中。

热调节环路降低了充电电流,以防止硅芯片温度超过125°C。

无论是有源热调节电路还是有源DPPM导致充电电流减小,安全计时器时间都会自动延长,以防止意外的安全计时器误报。

当DPPM或温度调节环路处于活动状态时,可以禁用充电终止功能。

这种方法可以防止充电异常终止。

2结论当由于输入电流不足而使系统总线电压降至预设阈值时,DPPM将继续为系统负载供电,同时降低电池充电电流。

DPPM也完全消除