電池充電器：充電拓撲結構該要怎么樣選？

首先，我們非得更好地理解電池充電器功能：動態電源管理（DpM）和動態電源路徑管理（DppM）。這兩個功能與充電拓撲結構密切相關，同樣緊要。不同的拓撲結構決定了DpM和DppM性能以及與所選不同元件相關的總成本。關于低功率使用，NVDC充電器以其較低的成本和DpM/DppM功能引起了人們的關注。關于更高功率的使用，則選擇傳統的充電拓撲結構以降低功耗。

具有更高輸出額定值的適配器通常更貴。為了降低成本，您可能想使用額定值較低的適配器，但這樣做要帶有基于電流的DpM功能的充電器，以戒備適配器過載。此保護是為了戒備總系統負載和電池負載超過適配器可以供應的總功率。例如，bq24133等具有基于電流的DpM的充電器可以解決寬輸入電源而不會發生過載（圖1）。

圖1：基于電流的DpM

為了獲得峰值系統性能，還要DppM功能，以便充電器可以以補充模式工作，使電池可以通過電池FET為系統供應電源，而不是非得充電（圖2）。在設計時，應當考慮性能和成本之間的權衡。更高的性能通常與更高的成本相關。諸如TI的bq24610等充電器控制器具有DpM和DppM控制，可支持高達10A的充電電流。

圖2：DppM電流路徑示例

已經對DpM和DppM有了更好的理解，我們今朝可以探討充電拓撲結構。三種最常見的充電拓撲結構是傳統拓撲結構，混合拓撲結構和窄VDC（NVDC）拓撲結構。

關于傳統拓撲結構充電器如bq24170、同步開關模式獨立電池充電器和bq24725ASMBus充電控制器，系統軌可以達到最大適配器電壓。倘若從電池操作，系統電壓可以低至最小電池電壓。高壓輸入源可能導致系統軌的大幅擺動（圖3）。使用此拓撲結構的優勢是系統從輸入源可以獲得最大功率。其缺點是處理辦法總成本高，因為元件要解決高功率，所以更貴。

圖3：傳統充電拓撲結構

在一些使用中，系統僅要峰值功率輸送。設計用于正常運行的適配器不能滿足峰值功率需求，而且傳統的充電拓撲結構不準許電池在補充模式下工作供應額外的功率。這一問題的處理辦法是混合充電拓撲結構，如圖4所示。

圖4：混合充電拓撲結構

在混合充電拓撲結構中，電池可以以升壓模式中向系統供應額外的功率用于峰值功率輸送。bq24735和bq24780S等電池充電器IC屬于這一類拓撲結構。混合充電拓撲結構也稱為“渦輪增壓”模式。這種拓撲結構在筆記本電腦使用中非常流行。

傳統和混合充電拓撲結構都要系統軌來解決與輸入源相同的高電壓。然而，在一些使用中，系統軌要采用較低額定值的元件以降低成本。在這種情況下，可以考慮bq24770或bq24773等產品中含有的NVDC拓撲結構，通過控制電池FET使系統電壓與電池電壓非常接近，如圖5所示。

圖5：NVDC充電拓撲結構

在設計充電系統時，非得平衡性能、功能和處理辦法成本。選擇正確的拓撲結構和設備可以實現更高的效率，同時保持最低的處理辦法成本。

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