由於電池選擇眾多且系統需求各有不同,若想設計最佳電池充電積體電路 (IC),以延長電池使用壽命並實現最佳系統性能,可能會是一大挑戰。選擇電源路徑或非電源路徑電池充電器的決定,可能會對充電 IC 的功能造成重大影響。
圖 1 說明非電源路徑裝置有一個充電路徑,其中系統和電池會連接至相同節點。當您不需使用系統並同時為電池充電時,非電源路徑充電就是一種有效選項,因為您無法控制多少電流用來為系統供電,多少用來為電池充電。電動刮鬍刀或電動自行車等應用就很適合非電源路徑充電器。
對充電與使用同時發生的產品來說,電源路徑充電會是較好的選擇,因為電池中的整合式 Q2 金屬氧化半導體場效電晶體 (MOSFET) 可讓您自訂為系統供電的電流量,和為電池充電的電流量。當電池深度放電時,此自訂功能也很實用。由於深度放電的電池通常會以小電流充電,因此電源路徑裝置可獨立調節來自轉接器的系統和電池電流,為電池提供小電流,確保系統仍可獲得開啟所需電源。
當電池充電對系統電流有高需求時,Q2 MOSFET 也會開啟,結合來自輸入和電池的電源以支援系統負載。此功能稱為輔助供電模式,裝置會從電池中汲取電流來輔助輸入電流,避免系統汲取超過輸入所能提供的電流量。智慧型手機就是因電源路徑充電器功能受益的典型應用。
以下各節將說明電源路徑拓撲如何提升系統性能和電池壽命。
消費者通常喜歡可立即使用的產品,但在消費者購買產品前,產品可能會在運送途中於架上保存好幾個月。由於某些國家/地區採用新的運送限制將電池在運送前限制在一定電量,因此保留任何電池容量也變得格外重要。
在非電源路徑拓撲中,系統必須進入低功耗模式,因爲系統需直接與電池連接。低功耗模式通常會對負載開關或其他方式加以要求,以隔離電池與系統。
在電源路徑拓撲中,電池 FET 可在運送模式下中斷電池與系統的連接,即產品消耗最低電池電流的狀態。運送模式也會關閉電池 FET,讓電池無法供電給系統。設計具電源路徑與運送模式的充電 IC,可讓消費者插入轉接器或按下電源按鈕時,便可立即開啟。