在《为工业运用挑选正确的电池充电器》中,咱们评论了独立与主机操控的充电器和外部与集成开关FET。现在让咱们来看看不同的充电拓扑结构。
首要,咱们有必要更好地了解电池充电器功用:动态电源办理(DPM)和动态电源途径办理(DPPM)。这两个功用与充电拓扑结构密切相关,相同重要。不同的拓扑结构决议了DPM和DPPM功用以及与所选不同元件相关的总本钱。关于低功率运用,NVDC充电器以其较低的本钱和DPM/DPPM功用引起了人们的重视。关于更高功率的运用,则挑选传统的充电拓扑结构以降低功耗。
具有更高输出额定值的适配器一般更贵。为了降低本钱,您或许想运用额定值较低的适配器,但这样做需求带有根据电流的DPM功用的充电器,以避免适配器过载。此维护是为了避免总体系负载和电池负载超越适配器能够供给的总功率。例如,bq24133等具有根据电流的DPM的充电器能够处理宽输入电源而不会产生过载(图1)。
图1:根据电流的DPM
为了取得峰值体系功用,还需求DPPM功用,以便充电器能够以弥补形式作业,使电池能够经过电池FET为体系供给电源,而不是有必要充电(图2)。在规划时,应该考虑功用和本钱之间的权衡。更高的功用一般与更高的本钱相关。比如TI的bq24610等充电器操控器具有DPM和DPPM操控,可支撑高达10A的充电电流。
图2:DPPM电流途径示例
现已对DPM和DPPM有了更好的了解,咱们现在能够讨论充电拓扑结构。三种最常见的充电拓扑结构是传统拓扑结构,混合拓扑结构和窄VDC(NVDC)拓扑结构。
关于传统拓扑结构充电器如bq24170、同步开关形式独立电池充电器和bq24725A SMBus充电操控器,体系轨能够到达最大适配器电压。假如从电池操作,体系电压能够低至最小电池电压。高压输入源或许导致体系轨的大幅摇摆(图3)。运用此拓扑结构的长处是体系从输入源能够取得最大功率。其缺陷是解决方案总本钱高,由于元件需求处理高功率,所以更贵。
图3:传统充电拓扑结构
在一些运用中,体系仅需求峰值功率运送。规划用于正常运转的适配器不能满意峰值功率需求,并且传统的充电拓扑结构不允许电池在弥补形式下作业供给额定的功率。这一问题的解决方案是混合充电拓扑结构,如图4所示。
图4:混合充电拓扑结构
在混合充电拓扑结构中,电池能够以升压形式中向体系供给额定的功率用于峰值功率运送。bq24735和bq24780S等电池充电器%&&&&&%归于这一类拓扑结构。混合充电拓扑结构也称为“涡轮增压”形式。这种拓扑结构在笔记本电脑运用中十分盛行。
传统和混合充电拓扑结构都需求体系轨来处理与输入源相同的高电压。但是,在一些运用中,体系轨需求选用较低额定值的元件以降低本钱。在这种情况下,能够考虑bq24770或bq24773等产品中含有的NVDC拓扑结构,经过操控电池FET使体系电压与电池电压十分挨近,如图5所示。
图5:NVDC充电拓扑结构
在规划充电体系时,有必要平衡功用、功用和解决方案本钱。挑选正确的拓扑结构和设备能够完成更高的功率,一起坚持最低的解决方案本钱。