NVDC——充电系统中的交警

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 本期内容                  

在智能设备中，经常会遇到一边给设备充电一边设备正在使用当中，此时如何做好充电路径管理就显得比较重要了。

 

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以一颗降压式Buck Charger为例，当我们把充电器接入智能设备时，充电IC就开始工作了，内部降压式转换器将一部分电能通过如红色箭头所示的路径，给系统供电，另一部分电能如绿色箭头所示的路径，给电池充电。

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《带NVDC路径管理的开关充电IC的工作机制》研讨会

 NVDC充电的三种模式    a    

当电池处于深度放电状态，NVDC充电管理将输出一个稳定的最低系统工作电压，确保系统能够正常运行，然后根据电池电压高低控制电池充电电流大小

b    

如果充电过程中负载加重，而输入功率却达到了极限值，这时充电电流将会减小，保证系统优先工作

c    

如果负载进一步加重，即使给电池充电电流降为零，输入功率仍然不能满足其要求时，电池由充电转换为放电，如橙色的箭头所示的路径，与输入电源一起给系统供电，从而使系统的用电得到保证

如果我们的电源输入功率足够，既能给系统供电，又能给电池充电时，此时充电过程分为四段：

充电第一段激活充电模式

当电池电压小于2V（即我们激活充电模式的门限值），此时充电电流很小，约30~256mA，可以根据电池包的大小调节这个充电电流，这个阶段主要是激活深度放电的电池包，使其电池保护板上的功率MOSFET打开。在这个模式下，控制电池充电的MOSFET工作在线性状态，以便调整充电电流，使其稳定在设定值。

充电第二段预充电模式

当电池电压超过激活充电模式最大值，即高于预充电门限值时，充电IC工作在预充电阶段，充电电流可以根据电池包容量的大小，设定在80~680mA，此时控制电池充电的MOSFET继续工作在线性状态，调整充电电流大小，使其稳定在设定值。同时我们还可以根据电池组的要求，自由设定这个预充电的门限值，通常在2.4V~3V之间。

充电第三段恒流充电模式

当电池电压超过预充电最大值，但尚未到达充满电压时，充电IC工作在恒流充电模式，此时充电电流最大，最高可达5A，由系统最低电压与当前电池电压的差值决定控制电池充电MOSFET的工作状态；如果电池电压小于系统电压，控制电池充电的MOSFET工作在线性状态，以确保系统电压不被电池电压拉低；如果电池电压超过系统最小工作电压，控制电池充电的MOSFET处于全通状态，以最大的电流给电池充电。

充电第四段恒压充电模式

当电池电压达到其充满状态时，工作在恒压充电模式。随着电池慢慢进入满电状态，充电电流逐渐减小，当小于预设的充电截止电流时（通常为30mA），经过一段时间的延迟，充电完毕，充电电流下降到0。

此时一个完整的充电过程就结束了。

同时，由于一些特定应用的需求，降压式（Buck）的充电转换器还能变为升压（Boost）式，将电池的电压升压至5V，给外部的设备供电，电流的大小可以根据外部设备的用电需求，设定为0.5 - 3A。这个模式我们称之为OTG（On The Go） Mode，是不是很便捷，使用NVDC充电管理的智能设备既能充电，还能放电。

     

通过以上的电源小课堂，相信大家对NVDC充电路径管理有了一定的理解。

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Shipping Mode——为省电而生

 

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