Система управления DPPM может получить мощность, как только будет подаваться входной источник, даже если батарея разряжена
BY AARON XU
Технический менеджер по маркетингу
Монолитные энергетические системы
www.monolithicpower.com
Общепринятая схема управления трактом мощности, управление динамическим управлением мощностью (DPPM), представляет собой контур управления, который динамически регулирует ток заряда на основе мощности тока источника входного сигнала и уровня тока нагрузки для достижения минимального времени зарядки для заданного источника и нагрузки системы, При использовании DPPM система может сразу получать энергию сразу же после подачи входного источника даже с сильно разряженной батареей. Также обсуждается метод регулирования напряжения в системе.
В мобильных устройствах с перезаряжаемой батареей требуется зарядное устройство для зарядки аккумулятора при использовании внешнего источника питания. Загрузка системы внутри мобильного устройства может быть обеспечена батареей, источником входного сигнала или обоими в зависимости от подключения батареи и нагрузки системы. Для управления этим выбором источника питания необходима схема управления мощностью.
Динамическое управление трактом мощности - это самая популярная схема управления каналом питания в мобильных приложениях. Основная структура каскада мощности для DPPM показана на рисунке 1.
Рисунок 1: Структура управления каналом мощности NVDC.
В системе DPPM загрузка системы подключается к системной шине (V SYS). V SYS может питаться от аккумулятора через полевой транзистор или от источника входного сигнала через преобразователь постоянного тока или LDO. Когда источник входного сигнала недоступен, батарея FET полностью включена, поэтому батарея обеспечивает питание системы.
При подаче входного источника V SYS регулируется входным преобразователем постоянного / постоянного тока или LDO. Одновременно V SYS обеспечивает ток заряда аккумулятора через батарею FET. В этом режиме зарядки приоритет отдается нагрузке системы, а оставшаяся мощность используется для зарядки. Ток заряда настраивается динамически на основе возможностей источника входного сигнала и уровня нагрузки системы, достигая минимального времени зарядки.
Во время вышеуказанного процесса зарядки, если нагрузка системы превышает мощность источника входного сигнала, V SYS будет снижаться. Когда V SYS падает до порога DPPM, контур управления DPPM активирует и автоматически уменьшает ток заряда, чтобы предотвратить дальнейшее падение V SYS. Этот процесс также называется режимом DPPM.
В режиме DPPM, если зарядный ток уменьшается до нуля, а системная нагрузка по-прежнему превышает мощность ввода, V SYS продолжает снижаться. После того, как V SYS опустится ниже уровня напряжения батареи (V BAT), батарея обеспечивает питание V SYS через батарею FET. Это называется дополнительным режимом. В режиме дополнения входной источник и батарея обеспечивают питание системы одновременно.
Перед входом в дополнительный режим, если FET батареи находится в линейном режиме (не полностью включен, например, когда V BAT <V SYS _ MIN + DV или во время переходного процесса запуска), чтобы обеспечить плавный переход в и из дополнительный режим, идеальный режим диода является предпочтительным для управления FET батареи, например, в MP2624A.
Во время идеального диодного режима батарея FET работает как идеальный диод. Когда напряжение системы на 40 мВ ниже напряжения батареи, батарея FET включается и регулирует драйвер ворот батареи FET. Падение напряжения (V DS) батареи FET составляет около 20 мВ. По мере увеличения разрядного тока батарея FET получает более сильный привод затвора и меньшее сопротивление в состоянии (R DS) до полного включения FET аккумулятора. Когда разрядный ток опускается ниже, идеальная диодная петля генерирует более слабый привод затвора и большую R DS (ON), чтобы поддерживать разницу в 20 мВ между батареей и системой до тех пор, пока батарея FET не будет выключена.
Регулировка V SYS в режиме DPPM может быть гибкой, в зависимости от требований системы. Если интерфейсный преобразователь с входа в систему является LDO, V SYS может быть установлен на уровне, чтобы особенно использовать системные требования. Например, V SYS составляет 4, 65 В для MP2661 и 5, 0 В для MP2660.
Если интерфейсный преобразователь с входа в систему является преобразователем постоянного тока, V SYS обычно устанавливается так, чтобы следить за напряжением батареи, чтобы повысить эффективность. Это обычно называют узким напряжением постоянного тока (NVDC).
Для управления DPPM существует несколько преимуществ. Во-первых, система сразу же получает энергию сразу после подачи источника входного сигнала, независимо от того, исчерпана ли батарея или нет. Во-вторых, ток заряда настраивается динамически на основе источника входного сигнала и нагрузки системы для достижения минимального времени зарядки.
Ограничение для управления DPPM заключается в том, что сложно обеспечить плавный переход между различными режимами работы. Обычно для управления FET батареи требуется контур V SYS, идеальный диодный контур, зарядное напряжение и петля тока заряда.
При управлении DPPM система может получить мощность, как только будет подаваться источник входного сигнала, даже если батарея разряжена. Микросхема зарядного устройства с контроллером DPPM также может оптимизировать ток заряда для полного использования возможности источника входного источника. Несмотря на сложность управления DPPM, DPPM широко используется в микросхемах зарядного устройства, которые требуют выбора источника питания, например, с MP2624A и MP2660.
AARON XU, технический менеджер по маркетингу, Monolithic Power Systems, www.monolithicpower.com