【導讀】本文討論了一種常用的電源路徑管理方案，即動態電源路徑管理（DPPM）。DPPM控制回路可以根據輸入源的電流能力和負載電流水平動態調整充電電流，以實現給定電源和系統負載下的最短充電時間。有了DPPM，即使電池已深度放電，系統也可以在接入輸入源后立即獲得電力。另外，本文還討論了系統電壓的調節方法。
具有可充電電池的移動設備在使用外部電源時，需要充電器IC來為電池充電。移動設備內部的系統負載可以由電池、輸入源或兩者同時供電，具體取決于電池和系統負載之間的連接。而電源路徑管理方案即用來實現這種電源選擇。
動態電源路徑管理（DPPM）是移動應用中最常見的電源路徑管理方案。DPPM的基本功率級結構如圖1所示。
圖1：NVDC電源路徑管理結構
在DPPM系統中，系統負載連接至系統總線（VSYS）。VSYS通過電池FET從電池供電，或者通過DC / DC變換器或LDO從輸入源供電。當輸入源不可用時，電池FET完全導通，由電池為系統負載供電。
當接入輸入源時，VSYS由輸入DC/DC變換器或LDO調節。同時，VSYS通過電池FET向電池提供充電電流。在這種充電模式下，系統負載優先供電，剩余電量用于充電。充電電流可根據輸入源能力和系統負載水平進行動態調整，以實現最短的充電時間。
在上述充電過程中，如果系統負載超過輸入源的電源能力，VSYS 將降低。一旦VSYS下降至DPPM閾值，DPPM控制環路就會激活并自動減少充電電流，以防止VSYS 進一步下降。這個過程也稱為DPPM模式。
在DPPM模式下，如果充電電流減小到零，并且系統負載仍超過輸入電源能力，則VSYS繼續下降。一旦VSYS 降至低于電池電壓（VBAT），電池便通過電池FET向VSYS 提供電源。這稱為補充模式。在補充模式下，輸入源和電池同時為系統供電。
在進入補充模式之前，如果電池FET處于線性模式（例如，當VBAT < VSYS_MIN + DV或在啟動瞬態過程中未完全導通），建議采用理想二極管模式來控制電池FET（如MP2624A中所采用的模式），以確保與補充模式之間的平穩過渡。
在理想二極管模式下，電池FET作為理想二極管工作。當系統電壓低于電池電壓40mV時，電池FET導通并調節電池FET的柵極驅動。電池FET的壓降（VDS）約為20mV。隨著放電電流的增加，電池FET將獲得更強的柵極驅動和更小的導通電阻（RDS），直到電池FET完全導通為止。當放電電流降低時，理想二極管環路會產生較弱的柵極驅動和較大的RDS(ON) ，以保持電池和系統之間20mV的差值，直到電池FET關閉。
DPPM模式下的VSYS 可根據系統要求靈活調節。如果從輸入到系統的前端變換器是LDO，則可以將VSYS設置為一個滿足系統要求的特定水平。例如，MP2661的VSYS 設置為4.65V， MP2660的VSYS 設置為5.0V。
如果輸入到系統之間的前端變換器是DC / DC變換器，則通常將VSYS設置為跟隨電池電壓，從而提高效率。我們通常稱其為窄電壓DC（NVDC）。
DPPM控制有幾個優點。首先，無論電池是否耗盡，一旦接入了輸入源，系統都會立即獲得電力。其次，充電電流可根據輸入源和系統負載進行動態調整，以實現最短的充電時間。
DPPM控制的局限性在于，確保不同操作模式之間的平穩過渡會比較復雜。通常，電池FET控制需要VSYS環路、理想二極管環路、充電電壓和充電電流環路。
結論
通過DPPM控制，即使電池電量耗盡，系統也可以在施加輸入源后立即獲得電力。帶DPPM控制的充電器IC還可以優化充電電流，以充分利用輸入源的電流能力。盡管DPPM的控制很復雜，DPPM仍廣泛應用于需要電源選擇功能的充電器IC中，例如MPS的MP2624A, MP2660等。
來源：MPS，作者： Aaron Xu
免責聲明：本文為轉載文章，轉載此文目的在于傳遞更多信息，版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權問題，請聯系小編進行處理。
推薦閱讀：
