某些带电池的产品,如果设计不好的话,会出现一个现象,就是当产品电池过放后再充电,电池有可能会充不进去电。原因一般是因为这类产品的充电设计中没有动态电源路径管理功能,当电池电量耗尽进行充电时,产品一般会开启部分功能以给用户显示充电进度信息。如果产品中的系统供电路径和电池充放电路径不是独立分开的话,系统就会从正在充电的电池中取电,此时如果电池充入电量较少的话,就可能导致电池故障,停止充电。
而且,这种系统供电路径不独立会造成电池充放电次数过多,加速老化。而具有动态电源路径管理功能的充电芯片,就能完美解决上述这两个问题,产品只要一接外部电源即可正常开机启动设备。本文就简单介绍一下动态电源路径管理(DPPM)的原理,要想深入了解的话在相关充电芯片的datasheet中都能找到。
当接入外部电源时,DPPM电路就开始持续监测输入电流,并将输入电流限制在某个阈值以下。芯片的输出电压用来给系统负载供电,其被调节到比电池电压高210mV。当电池电压低于3.2V时,输出电压被固定钳位在3.41V。这使得即使在电池已经放完电的情况下,外接电源时系统也能正常启动。从外部电源输入的电流既给电池充电,同时也给系统供电,如图1所示。
图1
当接入外部电源时,DPMM会优先满足系统负载的电流需求。
DPMM监测输入电压,如果输入电压降低到某个阈值,输入电流就会被限制以防止输入电压进一步降低,如图2所示。
图2
当充电电流和系统负载电流之和超过了最大输入电流的限制,输出电压就会开始下降。当电压下降到某个阈值时,芯片就会进入DPMM模式。在该模式下,电池的充电电流会减小而输出给负载的电流会增加,以维持输出给系统负载的电压。
如果该模式下的电池充电电流跌落至零,而输出给系统负载的电流增加到超过了最大输入电流的限制,输出电压又会开始下降。当输出电压下降到某个阈值时,电池也会放电输出电流补充给系统负载,直到输出电压重新上升到超过某个阈值,电池才停止放电补充给系统负载。在电池补充系统负载的模式下,电池输出电流是无法调整的,但是会有短路保护,电流波形如图3所示,电流流向示意如图4所示。
图3
图4
正常情况下,当电池充电完成,电池开关就会断开,由外部输入电源为系统负载供电,不从电池取电,延长电池寿命,如图5所示。
图5