ElectrimeDesign 3180 XL IFD2 1

电池-充电器负载开关接近理想的二极管

2010年7月19日
一种在电池和外部充电器之间切换负载的替代方法比通常的二极管或电路使用更少的功率。它需要一个具有电源OK (POK)功能的充电器。

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大多数可充电电池供电系统包括一个开关,将负载连接到电池或充电电源。这个开关允许电池耗尽的系统在插入时立即运行,在电池充电时运行在适配器电源上。

最简单和最昂贵的开关是二极管或连接。负载通过单独的肖特基二极管连接到每个电源(电池和适配器),因此通过两个源的较高电压施加电源。

这种方法的缺点是功耗(PD=我b×V二极管)和电压降(v二极管= 350 mV, 0.5 A, PMEG2010AEH),当电池服务于负载。这种损耗对于高压多芯电池来说可能不太大。但对于单极锂离子电池或二至四极镍氢电池,功率损失和二极管压降是相当可观的。

另一种替代技术使用带Power OK (POK)输出的电池充电集成电路,如MAX8814,在0.5 a时电压降仅45 mV,这是一种改进305mv(图1).与二极管或连接相比,该技术减少了152.5 mW (175mw - 22.5 mW)的功耗。在较低电流下性能提高。例如,在100毫安时,一个二极管下降约270毫伏,而替代电路只下降10毫伏。

此电路切换负载而不会从微控制器或系统软件中干预。在电池上运行和VDC断开连接时,U1的POK输出高。通过开启Q4和Q3,这种情况通过Q4和Q3连接负载和电池。节点1通过R2偏置到电池电压,其保持Q1和Q2 OFF。当V.直流In连接直流电源,Q1和Q2被关闭,因为C1将节点1提升到Vb+ V直流

当施加VDC时,立即产生Q1和Q2的栅极处的高电压。为防止POK输入损坏,Q5配置为源跟随器(电压缓冲区)。随着其偏置到电池电压的栅极,POK不会看到高于电池电压的电压。当POK变为低电平时,电流流过Q5并拉下Q1和Q2的栅极,转动它们。V.直流在服务负载中,U1充电电池。C1和R1提供了短延迟,允许Q3时间关闭,防止未管电流流到电池。

去掉Vdc In后,POK成为高阻抗节点,电池电流通过Q3的体二极管流动。负载电压为Vb- V.二极管。因为Q5的栅极偏向于电池电压,Q5引导直到POK达到足够服务负载的电压水平,通过打开Q4和Q3。图2显示电路的响应(使用电池)v直流在应用和删除。

一种改进的电路适用于电池充电ic,如MAX1507,它不提供POK输出(图3).比较器(U3)通过比较V提供一个POK输出直流输入电池电压。这种改进后的电路的响应与原始电路(图4).

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