Pengurusan jalan kuasa diperlukan untuk aplikasi mudah alih

Savings and Loan Crisis: Explained, Summary, Timeline, Bailout, Finance, Cost, History (Julai 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Sistem kawalan DPPM boleh mendapatkan kuasa sebaik sahaja sumber input digunakan, walaupun bateri habis

OLEH AARON XU
Pengurus Pemasaran Teknikal
Sistem Kuasa Monolitik
www.monolithicpower.com

Skim pengurusan jalan kuasa yang biasa digunakan, pengurusan laluan kuasa yang dinamik (DPPM), adalah gelung kawalan yang menyesuaikan cas semasa secara dinamik berdasarkan keupayaan semasa sumber input dan tahap arus beban untuk mencapai masa cas minimum untuk sumber dan beban sistem yang diberikan . Dengan DPPM, sistem itu boleh mendapatkan kuasa sebaik sahaja sumber input digunakan, walaupun dengan bateri yang sangat dilepaskan. Kaedah peraturan voltan sistem juga dibincangkan.

Dalam peranti mudah alih dengan bateri yang boleh dicas semula, IC pengecas diperlukan untuk mengecas bateri apabila sumber kuasa luaran digunakan. Beban sistem di dalam peranti mudah alih boleh disediakan oleh bateri, sumber input, atau kedua-duanya, bergantung pada sambungan bateri dan beban sistem. Skim pengurusan jalan kuasa diperlukan untuk mengendalikan pemilihan sumber daya jenis ini.

Pengurusan jalan kuasa dinamik adalah skim yang paling popular untuk pengurusan jalan kuasa dalam aplikasi mudah alih. Struktur aras kuasa asas untuk DPPM ditunjukkan dalam Rajah 1 .

Rajah 1: Struktur pengurusan jalur kuasa NVDC.

Dalam sistem DPPM, beban sistem disambungkan ke bas sistem (V SYS ). V SYS boleh dikuasakan dari bateri melalui FET bateri atau dari sumber input melalui penukar DC / DC atau LDO. Apabila sumber input tidak tersedia, bateri FET sepenuhnya dihidupkan, jadi bateri memberi kuasa kepada beban sistem.

Apabila sumber input digunakan, V SYS dikawal oleh input DC / DC converter atau LDO. Pada masa yang sama, V SYS menyediakan caj semasa ke bateri melalui FET bateri. Dalam mod pengecasan ini, keutamaan diberikan kepada beban sistem, dan kuasa yang tinggal digunakan untuk pengisian. Arus caj diselaraskan secara dinamik berdasarkan keupayaan sumber input dan tahap beban sistem, mencapai masa cas minimum.

Semasa proses pengecasan di atas, jika beban sistem melebihi keupayaan kuasa sumber input, V SYS akan jatuh. Apabila V SYS jatuh ke ambang DPPM, gelung kawalan DPPM mengaktifkan dan mengurangkan cas semasa secara automatik untuk mengelakkan V SYS dari jatuh lagi. Proses ini juga dipanggil mod DPPM.

Dalam mod DPPM, jika arus cas dikurangkan menjadi sifar, dan beban sistem masih keupayaan kuasa masukan, V SYS terus jatuh. Setelah V SYS jatuh di bawah paras voltan bateri (V BAT ), bateri memberikan kuasa kepada V SYS melalui FET bateri. Ini dipanggil mod tambahan. Dalam mod tambahan, sumber input dan bateri memberikan kuasa kepada sistem secara serentak.

Sebelum memasuki mod tambahan, jika FET bateri berada dalam mod linear (tidak sepenuhnya pada, contohnya, apabila V BAT <V SYS _ MIN + DV, atau semasa permulaan permulaan), untuk memastikan peralihan lancar masuk dan keluar mod tambahan, mod diod yang ideal lebih disukai untuk mengawal FET bateri, seperti yang ada di MP2624A.

Semasa mod diod yang ideal, FET bateri beroperasi sebagai diod yang ideal. Apabila voltan sistem adalah 40 mV di bawah voltan bateri, FET bateri menghidupkan dan mengawal pemandu pintu FET bateri. Penurunan voltan (V DS ) dari FET bateri adalah kira-kira 20 mV. Semasa kenaikan arus meningkat, FET bateri memperoleh pemacu pintu yang lebih kuat dan rintangan pada keadaan yang lebih kecil (R DS ) sehingga bateri FET dihidupkan sepenuhnya. Apabila arus pelepasan semakin rendah, gelung diod yang ideal menghasilkan pemacu pintu yang lebih lemah dan lebih besar R DS (ON) untuk mengekalkan perbezaan 20-mV antara bateri dan sistem sehingga bateri FET dimatikan.

Regulasi V SYS dalam mod DPPM boleh menjadi fleksibel, bergantung pada keperluan sistem. Sekiranya penukar hadapan dari input ke sistem adalah LDO, V SYS boleh ditetapkan pada tahap untuk memberi manfaat khusus kepada keperluan sistem. Sebagai contoh, V SYS adalah 4.65 V untuk MP2661 dan 5.0 V untuk MP2660.

Jika penukar hadapan dari input ke sistem adalah penukar DC / DC, V SYS biasanya ditetapkan untuk mengikuti voltan bateri untuk meningkatkan kecekapan. Ini biasanya dirujuk sebagai DC voltan sempit (NVDC).

Terdapat beberapa kelebihan untuk kawalan DPPM. Pertama, sistem mendapat kuasa sebaik sahaja sumber input digunakan, tidak kira sama ada bateri habis atau tidak. Kedua, arus caj diselaraskan secara dinamik berdasarkan sumber input dan beban sistem untuk mencapai masa cas minimum.

Batasan untuk kawalan DPPM terletak pada fakta bahawa ia adalah rumit untuk memastikan peralihan yang lancar antara mod operasi yang berlainan. Biasanya, gelung V SYS, gelung diod yang ideal, voltan cas, dan gelung semasa cas diperlukan untuk mengawal FET bateri.

Dengan kawalan DPPM, sistem dapat memperoleh kuasa sebaik sahaja sumber input digunakan, walaupun bateri habis. IC pengecas dengan kawalan DPPM juga boleh mengoptimumkan arus cas untuk menggunakan sepenuhnya keupayaan semasa sumber input. Walaupun kawalan untuk DPPM rumit, DPPM digunakan secara meluas dalam IC pengecas yang memerlukan pemilihan sumber kuasa, seperti dengan MP2624A dan MP2660.

Oleh AARON XU, Pengurus Pemasaran Teknikal, Sistem Kuasa Monolitik, www.monolithicpower.com