高整合度電源軌控制添臂力　電池充電器實(shí)現(xiàn)無(wú)縫切換

　　隨著現(xiàn)今行動(dòng)裝置功能越來(lái)越多，對(duì)于電池管理的需求也不斷增長(zhǎng)。在空間受限的應(yīng)用中，高度整合的電源軌（Power Rail）控制可以大幅提升設(shè)計(jì)人員的便捷性，使每一個(gè)電源軌都具備良好的管理，以便在輸入電源路徑、系統(tǒng)負(fù)載和電池之間無(wú)縫地進(jìn)行切換。

　　如圖3所示，為鋰離子電池充電器的典型應(yīng)用電路。具有系統(tǒng)負(fù)載平衡和電源路徑管理功能，可在不同電源軌之間切換。使用該設(shè)計(jì)一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可對(duì)每個(gè)電源軌進(jìn)行管理，并當(dāng)輸入電壓不足以保持輸出電壓穩(wěn)定時(shí)，電池將處于支援模式。有時(shí)，除恢復(fù)電池能量外，還提供諸如低電量指示或控制、電源選擇之類(lèi)的附加功能。

　　圖3 系統(tǒng)負(fù)載平衡鋰離子電池充電器架構(gòu)圖

　　電池充電器其他功能

　　隨著鋰離子電池日益廣泛使用，安全和功能需求也不斷上升。這些需求可能來(lái)自推行無(wú)危害設(shè)計(jì)指南的組織、當(dāng)?shù)氐墓芾矸ㄒ?guī)或政策、區(qū)域產(chǎn)品製造商偏好、電池製造商規(guī)範(fàn)、設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)水準(zhǔn)或終端用戶(hù)的習(xí)慣等因素。而常見(jiàn)的功能包括用于每個(gè)充電階段的計(jì)時(shí)器、輸入過(guò)電壓保護(hù)、通訊協(xié)定、多個(gè)穩(wěn)壓輸出通道，以及電池認(rèn)證等。

　　如圖4所示，該圖說(shuō)明單節(jié)鋰離子電池充電器的輸入過(guò)電壓保護(hù)功能。當(dāng)輸入電壓超出保護(hù)閥值時(shí)，輸出充電電流會(huì)終止，然后當(dāng)輸入電壓下降到設(shè)計(jì)範(fàn)圍內(nèi)時(shí)，輸出充電電流會(huì)恢復(fù)（圖5）。對(duì)于行動(dòng)裝置而言，從2006年12月開(kāi)始，該功能已列入可攜式通訊設(shè)備充電器的必要技術(shù)及測(cè)試項(xiàng)目。

　　圖4 在輸入過(guò)電壓保護(hù)啟動(dòng)時(shí)充電電流終止

　　圖5 充電電流恢復(fù)

　　另一方面，通過(guò)限制線(xiàn)性電池充電器的輸入電壓，可以防止終端用戶(hù)因?yàn)殄e(cuò)誤使用墻式電源適配器，并防止產(chǎn)生尖峰電壓。如公式4所示，假設(shè)充電電流為1A，如果輸入和輸出電壓（電池電壓）上升，則功耗也會(huì)上升。因此，當(dāng)輸入電壓和電池電壓之間的電壓差上升到4V時(shí)，功耗將為4瓦。

　　PDISSIPATION=ICHARGE×（VIN–VOUT）

　　PDISSIPATION=1A（7V–3V）=4瓦

　　綠色技術(shù)永遠(yuǎn)都是熱門(mén)話(huà)題，而工程師和科學(xué)家總是努力不懈地改善現(xiàn)有的設(shè)計(jì)，為社會(huì)提供更好的解決方案。鋰離子電池可做為燃料電池、太陽(yáng)能電池、水力發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的儲(chǔ)存、后備或支援性能源。而高度整合的線(xiàn)性解決方案則可以克服低功率設(shè)計(jì)中的障礙。在須要考慮智慧、效率或功耗問(wèn)題時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)全面地研究其解決方案，在可用平臺(tái)之間進(jìn)行權(quán)衡。值得注意的是，在設(shè)計(jì)電池或任何電源系統(tǒng)時(shí)，安全性絕對(duì)是優(yōu)先考慮因素。