在本文中，我们将介绍一种常用的电源路径管理方案:动态电源路径管理(DPPM)。
DPPM控制环根据输入电源电流能力和负载电流水平动态调整充电电流，以达到给定电源和系统负载的最小充电时间。使用DPPM，即使是深度放电的电池，系统也可以在输入电源的作用下立即获得电能。讨论了系统电压调节方法。
在带有可充电电池的移动设备中，当使用外部电源时，需要充电器IC来给电池充电。根据电池和系统负载的连接，电池、输入源或两者都可以提供移动设备内的系统负载。为了解决这种电源选择问题，需要一种电源路径管理方案。
动态功率路径管理(DPPM)是移动应用中最常用的功率路径管理方案。DPPM的基本功率级结构如图1所示。
图1所示。NVDC电源路径管理结构。
在DPPM系统中，系统负载连接到系统总线(VSYS)。VSYS可以通过电池场效应晶体管从电池供电，或通过DC/DC变换器或LDO从输入源供电。当输入电源不可用时，电池场效应晶体管(FET)完全打开，因此电池为系统负载提供电力。
当输入源被施加时，VSYS由输入DC/DC变换器或LDO调节。同时，VSYS通过电池场效应晶体管向电池提供充电电流。在这种充电模式下，系统负载优先，剩余电量用于充电。根据输入电源能力和系统负载水平动态调整充电电流，实现最小充电时间。
在上述充电过程中，如果系统负载超过输入电源的功率能力，VSYS会下降。一旦VSYS下降到DPPM阈值，DPPM控制回路就会激活并自动降低充电电流，以防止VSYS进一步下降。这个过程也称为DPPM模式。
在DPPM模式下，如果充电电流减小到零，而系统负载仍然超过输入功率能力，VSYS继续下降。一旦VSYS下降低于电池电压(VBAT)水平，电池通过电池FET提供电力给VSYS。这叫做补充模式。在补充模式下，输入电源和电池同时向系统供电。
在进入补充模式之前，如果电池FET处于线性模式(没有完全打开，例如VBAT < VSYS_MIN + DV时，或在启动瞬态时)，为了确保电池FET平稳地进入和退出补充模式，最好使用理想的二极管模式来控制电池FET。
在理想二极管模式下，电池场效应晶体管作为理想二极管工作。当系统电压低于电池电压40mV时，电池FET开启并调节电池FET的栅极驱动器。电池场效应晶体管的压降(VDS)约为20mV。随着放电电流的增加，电池FET获得更强的栅极驱动和更小的通态电阻(RDS)，直到电池FET完全打开。当放电电流变低时，理想的二极管回路会产生较弱的栅极驱动和较大的RDS(ON)，以保持电池和系统之间的20mV差，直到电池FET关闭。
DPPM模式下的VSYS调节可根据系统需求灵活调整。如果从输入到系统的前端转换器是一个LDO, VSYS可以设置在一个级别，以特别有利于系统的要求。
当系统输入的前端变换器为DC/DC变换器时，为了提高效率，通常将VSYS设置为跟随电池电压。这通常被称为窄电压直流(NVDC)。
DPPM控制有几个优点。首先，一旦输入电源被使用，系统立即获得电力，无论电池是否耗尽。其次，根据输入源和系统负载动态调整充电电流，使充电时间最小。
DPPM控制的局限性在于，确保不同操作模式之间的平稳过渡比较复杂。通常，电池场效应晶体管控制需要VSYS回路、理想二极管回路、充电电压回路和充电电流回路。
结论
通过DPPM控制，系统可以在输入电源被使用后立即获得电力，即使电池耗尽。具有DPPM控制的充电IC还可以优化充电电流，充分利用输入源电流能力。虽然DPPM的控制很复杂，DPPM广泛应用于充电芯片中需要选择电源。
行业文章是一种内容形式，它允许行业合作伙伴以编辑内容不太适合的方式与All About Circuits阅读器共享有用的新闻、消息和技术。所有的行业文章都受到严格的编辑指导，目的是为读者提供有用的新闻，技术专长，或故事。在行业文章中所表达的观点和意见是合作伙伴的观点，而不一定是所有关于电路或其作者的观点和意见。
