在可充電的移動(dòng)設(shè)備中，充電IC是一個(gè)必不可少的元器件，隨著智能手機(jī)、平板電腦和攝像機(jī)等便攜設(shè)備的不斷普及，人們對電源的要求以及對邊充電邊使用這些設(shè)備的能力的要求與日俱增。更高的功率要求增加了對具有高功率密度和優(yōu)異充電能力的電池的需求。
充電IC是基于電池和系統(tǒng)負(fù)載之間的連接方式的不同，系統(tǒng)負(fù)載可以由輸入電源供電，也可以由電池供電，或者由兩者同時(shí)供電。那么電池IC就必須具備功率管理功能，來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)負(fù)載功率來源的選擇。
NVDC動(dòng)態(tài)路徑管理是目前移動(dòng)設(shè)備中普遍采用的功率管理策略之一，系統(tǒng)負(fù)載直接接在系統(tǒng)母線VSYS上，系統(tǒng)負(fù)載可以由電池通過Battery FET直接供電，或者由輸入電源通過前端的DC/DC供電。
當(dāng)輸入電源沒有接入時(shí)，Battery FET被完全打開，電池直接給系統(tǒng)負(fù)載供電。當(dāng)有輸入電源時(shí)，系統(tǒng)母線的電壓由DC/DC調(diào)節(jié)，同時(shí)系統(tǒng)母線通過Battery FET給電池充電。但是系統(tǒng)負(fù)載具有更高的用電優(yōu)先級。充電IC會(huì)根據(jù)輸入電源的能力和系統(tǒng)負(fù)載的需求優(yōu)先給系統(tǒng)供電，剩余的功率用來給電池充電。
在以上的充電過程中，當(dāng)總的系統(tǒng)負(fù)載需求超過輸入電源的能力時(shí)，系統(tǒng)母線電壓會(huì)下跌，充電IC就會(huì)減少充電電流以保證總的負(fù)載功率不再繼續(xù)增加，從而穩(wěn)定系統(tǒng)電壓不再下跌，維持系統(tǒng)負(fù)載的平穩(wěn)運(yùn)行。
如果在充電電流減少到零之后，輸入電源仍然不能滿足系統(tǒng)負(fù)載需求，那么系統(tǒng)母線電壓將繼續(xù)下降直到低于電池電壓，此時(shí)電池將通過Battery FET給系統(tǒng)供電，稱之為電池補(bǔ)充供電模式。此時(shí)輸入電源和電池同時(shí)向系統(tǒng)提供功率。
當(dāng)有輸入電源且電池過度放電時(shí)，充電IC將會(huì)把系統(tǒng)母線電壓調(diào)節(jié)在一個(gè)系統(tǒng)負(fù)載允許接受的最小供電電壓值。當(dāng)系統(tǒng)電壓低于特定閾值時(shí)，充電電流將減少。當(dāng)電池反向放電時(shí)，充電IC根據(jù)電池電壓控制Battery FET工作在飽和區(qū)，避免較大的沖擊電流流進(jìn)過度放電的電池，這種平滑的進(jìn)入和退出電池補(bǔ)充供電模式，通常被稱為Battery FET的理想二極管模式。
在理想二極管模式，電池放電時(shí)Battery FET由于工作在飽和區(qū)在特性上類似于一個(gè)二極管。當(dāng)有輸入電源并且系統(tǒng)電壓低于電池電壓特定值時(shí)，充電IC調(diào)節(jié)Battery FET的柵極將電池和系統(tǒng)電壓之間的壓差控制在特定值。當(dāng)電池放電電流繼續(xù)增大，Battery FET的柵極電壓升高以減小Battery FET的阻抗，從而保證電池和系統(tǒng)之間壓差維持在設(shè)計(jì)值，直到完全導(dǎo)通。相反地，如果放電電流減小，Battery FET的柵極電壓降低以增大Battery FET的阻抗，從而調(diào)節(jié)電池與系統(tǒng)之間壓差維持在設(shè)計(jì)值。
動(dòng)態(tài)電源路徑管理采用了一套附加的檢測模塊，測量系統(tǒng)電壓或者輸入電流，實(shí)時(shí)監(jiān)測總功率需求，在系統(tǒng)和電池充電之間共享交流適配器電流，并在系統(tǒng)負(fù)載上升時(shí)自動(dòng)減少充電電流。調(diào)整充電電流和系統(tǒng)電流分配關(guān)系，最大程度保證系統(tǒng)的正常工作，一旦功率需求超過預(yù)設(shè)值，通過充電器降低充電電流來保證適配器輸出功率恒定而不過載。 |
