DPPM（動態(tài)電源路徑管理）與VINDPM（輸入電壓動態(tài)電源管理）區(qū)別

一、問題：

1、如何最大化可用功率，對電池快速、高效充電？

2、如何使功率輸出最大化的同時(shí)防止電源崩潰？

二、DPM定義、理解：

所謂的動態(tài)電源管理(DPM)是一種電源管理機(jī)制，它允許在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)動態(tài)的管理電源。這可能是相對于傳統(tǒng)的電源管理方式而言的，傳統(tǒng)的電源管理方式要求系統(tǒng)要么掛起（suspend）以節(jié)省能源，要么恢復(fù)(resume)運(yùn)行讓程序正常工作，這個(gè)過程通常要用戶參與(如按鍵)，而且這種狀態(tài)切換非常緩慢。在動態(tài)電源管理(DPM)中，系統(tǒng)一方面可以關(guān)閉暫時(shí)不使用的設(shè)備，比如關(guān)閉硬盤和顯示器。另外一方面也可以根據(jù)負(fù)載的重輕，動態(tài)調(diào)整CPU和總線的頻率，以達(dá)到節(jié)省能源的目的。這都是動態(tài)完成的，不需要用戶的干預(yù)，而且狀態(tài)之間的切換非?？?每秒數(shù)百次)。

三、DPM分類：

1、基于輸入電流的DPM。

2、基于輸入電壓的DPM。

3、與電池補(bǔ)充供電模式一起使用的DPM。

3.1、基于輸入電流的DPM

圖1顯示了使用DPM控制的高效開關(guān)模式充電器。MOSFET Q2、Q3與電感器L組成了一個(gè)同步開關(guān)降壓型電池充電器。使用一個(gè)降壓轉(zhuǎn)換器，可確保有效轉(zhuǎn)換適配器的輸入功率，以實(shí)現(xiàn)更快速的電池充電。MOSFET Q1用作一個(gè)電池反向阻塞MOSFET,用于防止電池到輸入的漏電流通過MOSFET Q2的體二極管。另外，它還起到一個(gè)輸入電流檢測器的作用，以監(jiān)測適配器電流。

圖一、基于輸入電流的DPM

MOSFET Q4用于主動監(jiān)測和控制電池充電電流，以實(shí)現(xiàn)DPM功能。當(dāng)輸入功率足以支持系統(tǒng)負(fù)載和電池充電時(shí)，使用理想的充電電流值ICHG來對電池充電。如果系統(tǒng)負(fù)載（ISYS）突然增加且其總適配器電流達(dá)到限流設(shè)置（IREF），則輸入電流調(diào)節(jié)環(huán)路主動調(diào)節(jié)，并使輸入電流保持在預(yù)定義IREF輸入基準(zhǔn)電流上。給予更高的優(yōu)先權(quán)為系統(tǒng)供電，以讓其達(dá)到最高性能，并同時(shí)降低充電電流，這樣便可實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)。因此，我們始終可以在輸入功率電源不崩潰的同時(shí)最大化輸入功率，并且讓可用功率動態(tài)地在系統(tǒng)和電池充電之間共用。

3.2、基于輸入電壓的DPM

如果一個(gè)第三方電源插入系統(tǒng)，而系統(tǒng)卻無法識別其電池限制，則難以根據(jù)輸入電流限制來使用DPM.這種情況下，我們可以使用基于輸入電壓的DPM（圖2）。電阻分壓器R1和R2用于檢測輸入電壓，然后饋給輸入電壓調(diào)節(jié)環(huán)路的誤差放大器。同樣，如果系統(tǒng)負(fù)載增加，致使輸入電流超出適配器的電流限制，則適配器電壓開始下降，并最終達(dá)到預(yù)設(shè)的最小輸入電壓。輸入電壓調(diào)節(jié)環(huán)路被激活，以讓輸入電壓維持在預(yù)設(shè)水平。通過自動降低充電電流以便讓來自輸入功率電源的總電流達(dá)到其最大值（電源不崩潰），可以完成這項(xiàng)工作。因此，系統(tǒng)可以追蹤適配器的最大輸入電流。設(shè)計(jì)輸入電壓調(diào)節(jié)的目的是，讓電壓保持足夠高，以便對電池完全充電。例如，可把電壓設(shè)置為4.35V左右，以對一塊單節(jié)鋰離子電池組完全充電。

圖二、基于輸入電壓的DPM

3.3、電池補(bǔ)充供電模式

基于輸入電流或者輸入電壓的DPM可在電源不崩潰的情況下從適配器獲得最大功率。對于一些便攜式設(shè)備而言，例如：智能電話和平板電腦等，系統(tǒng)負(fù)載通常是動態(tài)的，并且有高脈沖電流。即使是充電電流已降至零，如果出現(xiàn)脈沖電流的系統(tǒng)的峰值功率高于輸入功率怎么辦？如果不主動控制，則輸入功率電源可能會崩潰。

一種解決方案是，增加適配器的額定功率，但這會增加適配器的體積和成本。另一種解決方案是，開啟MOSFET Q4對電池放電而非充電，從而暫時(shí)性地為系統(tǒng)提供更多的功率。組合運(yùn)用DPM控制和電池補(bǔ)充供電模式，可優(yōu)化適配器，以提供平均功率而非最大峰值系統(tǒng)功率，從而降低成本，并實(shí)現(xiàn)最小的解決方案尺寸。

四、DPPM（動態(tài)電源路徑管理）與VINDPM（輸入電壓動態(tài)電源管理）區(qū)別：

4.1、動態(tài)電源路徑管理（DPPM）

DPPM是電源路徑設(shè)備的另一個(gè)功能。它可以監(jiān)測設(shè)備的輸入電壓和電流，并在適配器不能支持系統(tǒng)負(fù)載時(shí)自動對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)先級排序。輸入源電流會在系統(tǒng)負(fù)載和電池充電之間共享。如果系統(tǒng)負(fù)載增加，此功能可降低充電電流。當(dāng)系統(tǒng)電壓下降到某個(gè)閾值時(shí)，電池可以停止充電，并將電池放電以補(bǔ)充系統(tǒng)電流要求。此特性的實(shí)施可有效防止系統(tǒng)崩潰。

4.2、輸入電壓動態(tài)電源管理（VIN-DPM）

通常與DPPM混淆的另一個(gè)功能是VIN-DPM。這一機(jī)制聽起來非常相似，但重點(diǎn)卻完全不同。輸入電源或適配器具有額定功率。在某些情況下，輸入電源的功率并不足以滿足設(shè)備的需求。在USB標(biāo)準(zhǔn)不同的情況下，如今設(shè)計(jì)人員更普遍地認(rèn)識到了這一點(diǎn)。正在充電的設(shè)備可能需要適用于各種類型（甚至未知的）適配器。如果輸入源過載并導(dǎo)致輸入電壓低于欠壓鎖定（UVLO）閾值，則器件會關(guān)閉并停止充電。電源負(fù)載消失，適配器恢復(fù)。其電壓回升到高于UVLO并重新開始充電，但適配器會再次立即過載并崩潰。這種不良情況被稱為“打嗝模式”。參見下圖。

DPPM功能可成功解決這一問題，因?yàn)樗梢赃B續(xù)監(jiān)測充電器的輸入電壓。如果輸入電壓低于某個(gè)閾值，VIN-DPM會調(diào)節(jié)充電器以減少輸入電流負(fù)載，從而防止適配器崩潰。

4.3、相同點(diǎn)、區(qū)別點(diǎn)：

1、VIN-DPM和DPPM實(shí)際上是兩個(gè)完全不同的功能。 2、VIN-DPM可監(jiān)控適配器的輸出（或充電器的輸入）并將其保持在一定的水平。 3、DPPM可監(jiān)控充電器輸出（或系統(tǒng)導(dǎo)軌）并將其保持在最低預(yù)定水平。 4、這兩個(gè)功能可以協(xié)調(diào)共存，發(fā)揮作用，以便在不同的操作條件下平穩(wěn)運(yùn)行。并非所有充電器都具有這兩種功能。也可以在非電源路徑充電器上實(shí)施VIN-DPM。

審核編輯 ：李倩