關于充電IC中的動態(tài)路徑管理的分析和介紹

動態(tài)路徑管理可以根據(jù)輸入電源的能力和負載電流的水平動態(tài)地調節(jié)充電電流，從而在保證系統(tǒng)用電優(yōu)先的情況下盡可能的縮短充電時間。另外，動態(tài)路徑管理還可以保證當電池過度放電的狀態(tài)下，輸入電源插入后系統(tǒng)能夠立即啟動。

在可充電的移動設備中，充電IC是一個必不可少的元器件?；陔姵睾拖到y(tǒng)負載之間的連接方式的不同，系統(tǒng)負載可以由輸入電源供電，也可以由電池供電，或者由兩者同時供電。那么電池IC就必須具備功率管理功能，來實現(xiàn)系統(tǒng)負載功率來源的選擇。

窄范圍直流電壓（Narrow Voltage DC, 簡稱NVDC）動態(tài)路徑管理

NVDC動態(tài)路徑管理是目前移動設備中普遍采用的功率管理策略之一。如圖1所示，系統(tǒng)負載直接接在系統(tǒng)母線VSYS上，系統(tǒng)負載可以由電池通過Battery FET直接供電，或者由輸入電源通過前端的DC/DC供電。

圖1

當輸入電源沒有接入時，Battery FET被完全打開，電池直接給系統(tǒng)負載供電。當有輸入電源時，系統(tǒng)母線的電壓由DC/DC調節(jié)，同時系統(tǒng)母線通過Battery FET給電池充電。但是系統(tǒng)負載具有更高的用電優(yōu)先級。充電IC會根據(jù)輸入電源的能力和系統(tǒng)負載的需求優(yōu)先給系統(tǒng)供電，剩余的功率用來給電池充電。

圖2

在以上的充電過程中，當總的系統(tǒng)負載需求（包括電池充電需求）超過輸入電源的能力時，系統(tǒng)母線電壓會下跌，充電IC就會減少充電電流以保證總的負載功率不再繼續(xù)增加，從而穩(wěn)定系統(tǒng)電壓不再下跌，維持系統(tǒng)負載的平穩(wěn)運行。

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，此時電池將通過Battery FET給系統(tǒng)供電，稱之為電池補充供電模式。此時輸入電源和電池同時向系統(tǒng)提供功率。

圖3

當有輸入電源且電池過度放電時，充電IC將會把系統(tǒng)母線電壓調節(jié)在一個系統(tǒng)負載允許接受的最小供電電壓值。當系統(tǒng)電壓低于特定閾值時，充電電流將減少。當電池反向放電時，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過度放電的電池，這種平滑的進入和退出電池補充供電模式，通常被稱為Battery FET的理想二極管模式。

圖4

在理想二極管模式，電池放電時Battery FET由于工作在飽和區(qū)在特性上類似于一個二極管。當有輸入電源并且系統(tǒng)電壓低于電池電壓特定值（例如40mV）時，充電IC調節(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（例如20mV，等于一個理想二極管管壓降）。當電池放電電流繼續(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)之間壓差維持在設計值，直到完全導通。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，從而調節(jié)電池與系統(tǒng)之間壓差維持在設計值。

動態(tài)路徑管理控制雖然復雜,不過具有很多優(yōu)勢：

首先，無論電池是否過放，插入輸入電源后系統(tǒng)電壓能夠立即建立。

其次，能夠靈活的調節(jié)充電電流使得系統(tǒng)的能量需求能夠優(yōu)先得到保證。