一直以来,便携式产品的电源管理都是困扰业界的一个难题,不仅要确保安全性,还要在小体积、大容量、长待机时间等各种性能参数之间做出权衡。而近些年来,频频出现的笔记本电脑、手机等被召回事件,多数都是因为安全性能,而安全隐患则大部分都是来自电源管理系统。
在便携式产品中获得大量应用的锂电池,虽然具有较好的能量密度,可以让便携式产品的电源更轻薄,更小,但锂电池也有其致命的缺点,即过充电能力相对较差。一旦充电电压超过4.3V,电池很可能就会爆炸。业界通常的做法是通过一个适配器来为手机充电,适配器的标准电压为5V,但目前市场上的适配器并不能完全达到标准。当输入过压时,如热插拔充电适配器,使用非稳压或不正确的适配器,以及发生负载瞬态等情况下会出现电压过高以及处于峰值电压,很可能导致手机或其他便携式电子产品系统损坏。针对上述可能出现的安全隐患,TI日前发布的一款电池充电器前端产品bq24314给出了一种更为安全的解决方案。
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有效的电源管理能确保系统不吸入过量电流,进一步巩固了系统的安全性。 |
据介绍,bq24314能够监测过压电压,一旦电压大于4.35V,则将输入与充电器断开,输出则为零,有效保护了电池安全性。TI便携式电源管理应用经理钱金荣表示:“bq24314也可以称作高压隔离器,它可以忍受最大30V的输入电压,而输入过压保护阈值为5.8V,并且可以提供三种变量保护,输入过压、输入过流以及电池过压。”他指出,如果从输入直接连接至系统的总线电压,采用电池充电器的集成电源管理器件很可能出现输入过流的情况,多数情况下,没有合适的保护机制来限制从适配器向系统输入过大电流。而bq24314则能感测并调节其集成的MOSFET,确保系统不吸入过量电流,从而限制了大电流的流入,进一步确保了系统的安全性。
在电池安全性得到保障的同时,提高电池使用效率则是进一步需要解决的问题。钱金荣表示:“在应用中,多数人都会关注效率究竟提高了几个百分点,而往往忽视了电量监测这一环节。”传统的电量监测都是在电池包中进行,可以随时检测电池的放电及充电电流,并且实时检测电池电压。这种方法的优点是电量监测计一直伴随着电池充放电电压。而缺点是当电池老化时,电池无法继续充放电,此时需要更换一块新电池,但电量监测计的工作电路依然有效。这样更换电池时,电量监测计也将废弃,造成资源浪费。TI则另辟蹊径,将电量监测计放在了便携式产品的主机端。当电池老化后,电池废弃,而电量监测计仍然可以继续工作。
bq27510是TI最新推出的一款系统端电量监测产品。该产品集成了一个LDO,可以在所有条件下精确的测量出单体锂离子电池的剩余电量,从而预测出电池的续航能力。电量监测计的另一款器件bq27540还可以直接安装在嵌入式或可拆卸电池组中,并且支持HDQ以及I
2C通信协议,允许系统从电池中读取信息。
“精确的电池电量监测有助于系统智能地管理可用电量,提醒用户系统运行时间,并尽可能延长系统运行时间。”钱金荣说道,“TI的OMAP3平台就是依靠精确的电池数据来优化便携式产品的电源系统效能。”
责编:Quentin