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电池充电器功能与充电拓扑结构的详解-设计应用在《为工业应用选择正确的电池充电器》中，我们讨论了独立与主机控制的充电器和外部与集成开关FET。
现在让我们来看看不同的充电拓扑结构。
首先，我们必须更好地理解电池充电器功能：动态电源管理（DPM）和动态电源路径管理（DPPM）。
这两个功能与充电拓扑结构密切相关，同样重要。
不同的拓扑结构决定了DPM和DPPM性能以及与所选不同元件相关的总成本。
对于低功率应用，NVDC充电器以其较低的成本和DPM/DPPM功能引起了人们的关注。
对于更高功率的应用，则选择传统的充电拓扑结构以降低功耗。
具有更高输出额定值的适配器通常更贵。
为了降低成本，您可能想使用额定值较低的适配器，但这样做需要带有基于电流的DPM 功能的充电器，以防止适配器过载。
此保护是为了防止总系统负载和电池负载超过适配器可以提供的总功率。
例如，bq24133等具有基于电流的DPM的充电器可以处理宽输入电源而不会发生过载（图1）。
图1：基于电流的DPM为了获得峰值系统性能，还需要DPPM功能，以便充电器可以以补充模式工作，使电池可以通过电池FET为系统提供电源，而不是必须充电（图2）。
在设计时，应该考虑性能和成本之间的权衡。
更高的性能通常与更高的成本相关。
诸如TI的bq24610等充电器控制器具有DPM和DPPM控制，可支持高达10A的充电电流。
图2：DPPM电流路径示例已经对DPM和DPPM有了更好的理解，我们现在可以探讨充电拓扑结构。
三种常见的充电拓扑结构是传统拓扑结构，混合拓扑结构和窄VDC（NVDC）拓扑结构。
对于传统拓扑结构充电器如bq24170、同步开关模式独立电池充电器和bq24725A SMBus充电控制器，系统轨可以达到适配器电压。
如果从电池操作，系统电压可以低至电池电压。
高压输入源可能导致系统轨的大幅摆动（图3）。
使用此拓扑结构的优点是系统从输入源可以获得功率。
其缺点是解决方案总成本高，因为元件需要处理高功率，所以更贵。
移动电源的电路原理及应用1. 什么是移动电源？移动电源是一种便携式的充电设备，通常由锂电池或聚合物电池组成。
它可以存储电能，并在需要时通过USB接口向移动设备充电，如智能手机、平板电脑和其他充电设备。
2. 移动电源的电路原理移动电源的电路原理包括以下几个关键组成部分：2.1 锂电池移动电源通常使用锂电池作为电能的存储介质。
锂电池具有高能量密度、长寿命和较小的体积，非常适合作为移动设备的电源。
2.2 充电电路移动电源需要一个充电电路来将外部电源（如电源适配器或电脑USB接口）的电能转换为存储在锂电池中的电能。
充电电路通常包括电源管理芯片、充电控制电路和电荷管理电路。
2.3 DC-DC变换器移动电源内部还包含一个DC-DC变换器，用于将存储在锂电池中的电能转换为适合移动设备充电的电能。
DC-DC变换器通常由一个升压变换器和一个降压变换器组成，以提供不同电压等级的输出。
2.4 USB接口移动电源通常配备一个或多个USB接口，以便连接到移动设备进行充电。
USB 接口可以通过充电电路和DC-DC变换器将电能传输给移动设备。
3. 移动电源的应用移动电源的应用广泛，特别是在以下几个方面：3.1 旅行和户外活动移动电源是旅行和户外活动的理想选择。
它可以提供备用电源，确保在没有电源插座的情况下，手机、相机和其他电子设备的持续使用。
3.2 紧急备用电源移动电源可以作为紧急备用电源，用于在断电或其他紧急情况下为手机、通讯设备和照明设备提供电能。
3.3 移动办公对于经常需要在路上工作的人们来说，移动电源可以确保他们的移动设备始终保持充电状态。
这对于销售人员、快递员和外勤工作人员来说尤为重要。
3.4 充电便利性移动电源为用户提供了一种灵活的充电方式。
用户可以在任何地方使用移动电源为自己的设备充电，无需寻找电源插座。
3.5 电力供应不稳定地区在一些电力供应不稳定的地区，移动电源可以作为主要的电源来源。
它可以帮助人们维持基本的电力使用，如照明和通信设备。
动态电源路径管理简化了太阳能板对电池的充电太阳能电池通常是由p-n 结组成的，入射光线能量（光子）通过导致p-n 结电子和空穴的重新组合来产生电流。
由于p-n 结的特性类似于二极管的特性，因此我们通常以如电流源IPH 会产生一个和太阳能电池上的光量度成正比的电流。
在没有负载连接的情况下，几乎所有产生的电流均流经二极管D1，其正向电压决定了太阳能电池的开路电压（VOC）。
该电压会因不同类型太阳能电池的特性而有所差异。
但是，对于大多数硅电池而言，这一电压都在0.5～0.6V 之间（这也是p-n 结二极管的标准正向电压）。
在实际太阳能电池应用中，并联电阻RP 的漏电流很小。
随着负载电流的增加，IPH 产生的大部分电流从二极管中流出来并进入负载。
对于大多数负载电流而言，这个过程对于输出电压仅有很小的影响。
由于二极管的I-V 特性会有轻微的变化，并且由于串联电阻RS 的原因（其具有连接损耗），电压会稍有下降，但输出电压却保持大体恒定。
然而，有时流经D1 的电流太小，从而导致二极管偏置不够，并且二极管两端的电压会随着负载电流的增加而急剧下降。
最后，如果所有产生的电流均只流经负载（而不流经二极管），则输出电压就会变为零。
这个电流被称为太阳能电池的短路电流（ISC）。
ISC 和VOC 都是定义太阳能电池工作性能的主要参数之一（见在大多数应用中，人们都期望太阳能电池能提供尽可能多的电能。
由于输出功率是输出电压和电流的乘积，因此就必须确定电池工作区域中的哪一部分所产生的功率值最大，这一点被称为最大功率点（MPP）。
当输出电压为其最大数值（VOC）时，输出电流为零，这是一个极端情况；而当输出电流达到最大值（ISC），但输出电压为零时，则是另一种极端情况。
在这两种情况下VI 的乘积均为零，因此肯定都不是MMP 点。
我们可以很容易证明（或通过实验进行。
基于静态电源路径管理的电池充电器作者：Chuck Wong上网时间：2010年07月05日所属类别:便携设备 I 电源管理 I 技术方案无论是做什么用途，还是制造商是谁，手持式电子设备都有一个共同的特性：拥有一个可充电的电池，多数情况下还有一个内建的充电电路。
当诸如AC适配器这样的外部电源或USB 端口接到手持设备的输入端，充电电路将对电池充电。
当接到外部电源时，如果设备正处在开机状态，理想的情况是，设备应当从外部电源汲取尽可能多的功率，以节省电池寿命。
要实现这个功能则需要一个自动的电源选择电路，这个电路通常集成在充电控制IC内。
设计者可以从动态或静态电源路径管理当中选择其中一种，进行电源管理。
在电池供电的手持设备中，动态电源路径管理(DPPM)是更流行的机制。
DPPM功能框图如图1所示。
主通路元件QMAIN是一个电压稳压器，提供一个经过稳压的输出电压VOUT。
第二个通路元件QCharge是充电控制元件，由VOUT供电，提供恒定的电流或恒定的电压对电池充电。
在充电期间，如果输出电流超过电源的电流限值，QCharge就会变成一个开关，将电池连到系统上，提供一部分所需的输出电流。
DPPM有几个好处。
首先，当电池完全放电时(电池耗尽的情况)，DPPM能让外部电源立刻给设备供电。
如果没有电源路径管理，在电量耗尽的电池被充电到系统能够启动的电压等级之前(一般是高于3V)，系统是无法上电的。
这个等待周期取决于充电电路的涓流充电设定，可能是几分钟到十分钟的时间。
其次，当用外部电源对电池充电时，DPPM会把来自外部电源的电流分到两个路径中，一条路径为手持设备提供必要的功率，另一条路径输出充电电流来给电池充电。
当外部电源的输入电流达到限值时，电源路径管理会对输入到手持系统的电流进行优先级分类。
这样，如果当系统工作时，电池正在充电，电池可以在最短的时间内充满，因为动态控制的充电电流是为这个目标而优化的。
当外部电源被移走时，QCharge立刻完全打开，把电池连到系统上，向系统输出所需的全部功率。
充电路径管理
充电路径管理是指在电动汽车充电时，对充电路径进行管理和优化，以提高充电效率和充电速度。
充电路径管理可以通过智能充电桩、充电站等设备实现，也可以通过车载电池管理系统实现。
在充电路径管理中，最重要的是选择合适的充电桩或充电站。
充电桩的选择应考虑到充电速度、充电功率、充电费用等因素。
同时，还应考虑到充电桩的位置和数量，以便在需要时能够方便地进行充电。
另外，充电路径管理还需要考虑到充电时的电池状态和充电需求。
电池状态包括电量、电压、温度等因素，而充电需求则包括充电速度、充电时间等因素。
通过对电池状态和充电需求的监测和分析，可以选择最适合的充电路径，以提高充电效率和充电速度。
在实际应用中，充电路径管理可以通过车载电池管理系统实现。
车载电池管理系统可以监测电池状态和充电需求，并根据这些信息选择最适合的充电路径。
同时，车载电池管理系统还可以控制充电功率和充电时间，以保证充电过程的安全和稳定。
总之，充电路径管理是电动汽车充电过程中非常重要的一环。
通过合理选择充电桩或充电站，以及对电池状态和充电需求的监测和分析，
可以实现充电效率和充电速度的提高，从而更好地满足用户的充电需求。
电源路径的有效管理提高开关充电器的利用效率随着智能手机、平板电脑和摄像机等便携设备的不断普及，人们对电源的要求以及对边充电边使用这些设备的能力的要求与日俱增。
更高的功率要求增加了对具有高功率密度和优异充电能力的电池的需求。
目前，锂离子（Li-ion）电池和锂聚合物（Li-po）电池最适合当前市场对功率密度、充电能力和价格的要求。
但是，有别于铅酸、镍氢等其他流行的电池技术，锂电池技术的性能也最不稳定：锂电池充放电若管理不善，将导致充电时间长、耗散功率高、效率低和电池寿命比平均寿命低等问题。
图1显示了典型锂离子电池的充电曲线。
传统充电器相对简单，这些充电器在小功率应用中表现较好。
然而，它们却不能有效地适应充电曲线的变化，比如，用户在不同电源之间切换或者在充电期间操作设备。
另外，传统充电器在大功率和大电流应用中，通常效率较低，耗散功率较大。
图1：典型锂离子电池的充电曲线新型线性和开关充电器，比如芯源系统（MPS）公司的MP2600系列，采用电源路径管理技术改变了充电曲线，从而能够以更低的耗散功率更加高效地为电池/系统供电。
同时，这些充电器也使系统的安全性和电池的使用寿命得到提高。
电源管理拓扑种类繁多，本文则重点介绍以下三种：电池馈电、自动选择和动态电源路径。
电池馈电拓扑电池馈电拓扑是一种实现过程最简单、成本最低的拓扑，这是因为其电路由充电器、电池和系统组成，如图2所示。
图2：电池馈电拓扑原理图及信号图这种拓扑有三个主要特性：无论供电电压如何变化，系统电压始终等于电池电压，电源系统始终优先，以便IBATT ￡ICHG，并且ICHG最终限制由输入电源提供给系统电源总线的最大功率。
当系统与充电器断开时该拓扑还可以实现最小的耗散功率，设置ICHG从根本上限定了总输入电流，这样，随着系统电流（ISYS）的增加，充电电流（IBATT）将等额下降，工作波形如图2所示。
遗憾的是，这种拓扑有如下不足之处，从而限制了它在更广应用领域的效率和效用：在电池电压太低的情况下，系统无法工作。
电动汽车充电系统技术原理解析充电管理系统的作用与工作原理随着环保意识的增强和能源危机的威胁，电动汽车作为一种清洁、高效的交通工具正逐渐走进大众的生活。
而电动汽车的充电系统是电动汽车的重要组成部分，充电管理系统在充电过程中起着至关重要的作用。
本文将对电动汽车充电管理系统的作用及工作原理进行解析。
一、充电管理系统的作用充电管理系统是电动汽车充电系统中的核心组件之一，其作用如下：1. 充电控制与监测：充电管理系统能够对电动汽车的充电过程进行控制与监测，确保充电过程的安全性和可靠性。
通过控制充电电流和电压，可以实现恰当的充电速率，避免过度充电或不足充电的问题。
2. 充电桩管理：充电管理系统可以对充电桩进行管理，包括充电桩的预定、开启、停止、计费等功能。
借助充电管理系统，用户可以实现随时随地的充电服务，提高用户的充电体验。
3. 能量管理与优化：充电管理系统能够对电动汽车的能量进行管理和优化。
通过合理规划电能的利用和分配，充电管理系统可以最大限度地提高电动汽车的续航里程和能源利用率。
4. 故障诊断与报警：充电管理系统可以监测充电过程中的各种参数，并进行故障诊断。
一旦发现异常情况，系统会及时发出警报，并提供相应的解决方案，确保充电过程的安全可靠。
二、充电管理系统的工作原理充电管理系统是由充电控制器、电能计量器、通信模块等组件构成的。
其工作原理如下：1. 充电控制器：充电控制器是充电管理系统的核心部件，负责控制充电过程中的各项参数。
通过对输入充电电流和电压进行调节，充电控制器可以控制电能的输送和充电速率。
同时，充电控制器还能对电动汽车进行故障检测和保护，确保充电过程的安全。
2. 电能计量器：电能计量器用于测量充电过程中的电能消耗量，可以准确地记录充电的电量。
通过电能计量器，充电管理系统可以对充电桩进行计费管理，确保充电服务的公平和透明。
3. 通信模块：通信模块用于与充电桩进行数据传输和信息交互。
通过通信模块，充电管理系统可以实时监测充电桩的状态，并将充电桩的信息传输到云平台或后台管理系统。
充电路径管理芯片充电路径管理芯片是一种用于管理充电路径的微型电子芯片。
随着智能设备的普及和电动汽车的兴起，充电路径管理芯片的需求也越来越大。
本文将从充电路径管理芯片的定义、原理、应用以及未来发展等方面进行详细介绍。
充电路径管理芯片是一种用于管理充电路径的微型电子芯片。
它主要通过控制充电电流的流向，实现对电池充电的管理和保护。
充电路径管理芯片通常由一个或多个MOS管组成，通过开关控制电流的通断。
通过合理地控制充电电流的流向，充电路径管理芯片可以避免电池充电过程中的过流、过压、过温等问题，保护电池的安全和寿命。
充电路径管理芯片的工作原理比较简单。
当外部电源连接到充电路径管理芯片时，芯片会检测电池的电量，并根据电池的状态选择合适的充电模式。
然后，芯片会通过开关控制充电电流的流向，将电流引导到电池进行充电。
同时，芯片会监测电池的电压、电流和温度等参数，以保证充电的安全和高效。
当电池充满或出现异常情况时，芯片会及时切断充电路径，以避免电池受损或发生安全事故。
充电路径管理芯片在各个领域都有广泛的应用。
在智能手机、平板电脑等移动设备中，充电路径管理芯片可以实现对电池的快速充电和智能管理，提高用户的充电体验。
在电动汽车和无人机等领域，充电路径管理芯片可以实现对电池组的均衡充电和保护，延长电池的使用寿命。
在太阳能电池板、风力发电等新能源领域，充电路径管理芯片可以实现对电池的光伏充电和风能充电，提高能源的利用效率。
未来，充电路径管理芯片有望进一步发展。
随着科技的不断进步和需求的不断增长，人们对充电的要求也越来越高。
充电路径管理芯片可以朝着更小、更高效、更智能的方向发展。
例如，可以进一步减小芯片的尺寸，以适应更小型化的设备。
可以提高芯片的功率密度和转换效率，以提高充电速度和充电效率。
可以增加芯片的智能功能，以实现更精确的充电控制和更全面的电池保护。
充电路径管理芯片是一种用于管理充电路径的微型电子芯片。
它通过控制充电电流的流向，实现对电池充电的管理和保护。
机，游戏机，PDA 和其他手持设备。
功能设计DP PM 功能动态功率路径管理(DPPM )是指当交流适配器或者U S B 电源提供的电流不足以满足电池充电和系统供电时，B Q24070的D PPM 单元将进行下面两个操作：1)当V out 引脚电压降到1.15×V D PPM时(V D PP M 即在R D P PM 电阻上的电压)，B Q24070就会降低电池充电电流，阻止交流适配器或者U SB 电源电压的下降，将电源中的更多电流分配给系统—称为浅度DP PM 模式。
2)如果降低充电电流、甚至将所有充电电流都分配给系统，依然不能满足系统电流需求时，使得V out 电压继续下降，当V out 电压跌到预先设定电压值时，B Q 24070就会从电池中自动抽取部分电流补充给系统，即Q 2导通，Q 2的最大电流通流量为4A —称为深度DP PM 模式。
DPP M 工作原理通过设置DP P M 引脚对地的电阻阻值即可完成，当系统电流与充电电流之和大于交流适配器或者U SB 电源最大输出电流时必然会引起交流适配器或者U SB 电源电压的跌落(当电源过载时，电源会进入限流模式，即电流会恒定到某一数值，但是电压会逐渐下用于高端手持设备的低成本充电管理芯片B Q 24070应用设计Q ui ck Si ngl e Li -i on Bat t er y C har ger D es i gn w i t h B Q 24070f or t he C om pl ex H andset Syst em■秦小虎德州仪器半导体技术(上海)有限公司秦小虎：高性能模拟产品技术应用工程师。
图1D PPM 功能简图摘要：给出详细的锂电池充电管理芯片B Q 24070应用设计。
关键词：电池充电管理；D PPM ；B Q24070应用指南ApplicationNotes引言BQ24070是T I (德州仪器公司)基于B Q TI N Y I I I 产品衍生出来的低成本单节锂电池线性充电管理芯片，支持U SB 和交流适配器充电模式，符合预充－恒流－恒压－涓充的充电过程；它具有DPP M (动态功率路径管理功能)，因此支持深度放电电池充电(插入交流适配器后不需要等待即可正常开机)和使用小功率交流适配器充电的应用，自动功率补偿、调整充电电流和系统电流分配关系，最大程度保证系统的正常工作；具有电池温度检测功能，在电池处于过冷或者过热的环境中充电时保护电池，避免损坏；支持高达1.5A 充电电流，具有充电时间设置功能，避免电池长时间充电而损坏。
动态电源管理DPM1、DPM（Dynamic power management）定义及基本原理:动态电源管理是通过动态的配置系统使其通过最少的活动部件来为到来的请求服务，以节省电能。
动态电源基本原理是有选择性地关闭空闲的系统部件或降低其性能，在需要服务时再重新打开，以减少功耗。
2、嵌入式Linux系统电源状态转换图接收中断（1）任务0、任务1、任务2是三个不同优先级的任务,此时系统运行在某个任务状态中,此时系统可以响应中断处理程序去处理中断,也可以被请求睡眠而进入睡眠状态,亦可以返回空闲状态。
不同的任务需要不同的电源状态,例如音乐播放不需要较高的处理器速率,此时可以将处理器的频率调低,而视频播放需要复杂的处理运算,一般情况下需要把处理器调到最高频率,DPM需要依据不同的任务需要选择合适的电源状态。
（2）当系统为空闲状态,没有任务需求时继续保持空闲状态,当有任务需求时可以接收中断处理程序去处理中断。
（3）系统在接收中断处理程序处理完中断后,可以从中断返回到任务态,也可以继续回到空闲态。
（4）系统在任务态时可以经请求睡眠而进入睡眠模式,例如系统可以挂起到RAM或硬盘中,实现尽可能最大程度地节能。
3、工作状态：处于工作状态的无线传感器节点能耗为计算、传感和通信三个功耗模块的能耗之和，这三个模块互相独立。
随着集成电路工艺的进步，处理器和传感器模块的功耗变得很低，绝大部分能量消耗在无线通信模块上。
图3.2所示是Deborah Estrin在Mobicom 2002会议的特邀报告（Wireless Sensor Networks，Part IV: Sensor Networks Protocols）中所述传感器节点各部分能量消耗的情况，从图中可知，传感器节点的大部分能量消耗在无线通信模块。
3、传感器节点状态变换从实用的角度上来说，不是所有的状态模式都有意义，并且不同状态之间的转换会消耗一定的能耗并有一定的时间延迟，如果状态转换的能耗比节约的能量还大，则没有必要进行这种状态转换。
