高效电池电源管理系统是怎么工作的？有哪些提升充电效率的办法？
来源：宝鄂实业
2019-04-25 17:32
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实现这一目标的途径已经相当成熟，电源工程师直觉地意识到，提高效率是实现更高功率密度的关键。更高效的设计产生较少的余热，说明可通过更小的表面积来实现必要的耗散。为了提高能效，工程师们寻求高效的拓扑和改进的器件，特别是关键的开关器件。如果这些开关器件具有较低的动态损耗，则可以提高开关频率，从而减小如磁性器件等笨重器件的尺寸。
目前重点关注的一个领域是宽禁带器件，如氮化镓（GaN）FET，在低损耗、高温工作和快速开关频率方面提供许多优势。但这些设备仍然较新和相对昂贵。此外，它们还未经长期使用证实，因此，若要实现相当的结果，工程师们更愿意依赖经过试验和测试的硅基技术。
一种新兴的解决现代电源适配器需求的拓扑结构是有源钳位反激（ACF）。这使用可变频率，使零电压开关（ZVS）的超级结（SJ）FET跨越多个负载和线性条件。这采用安森美半导体新的NCP1568AC－DCACF脉宽调制（PWM）集成电路（IC）实现。将这一新器件与新的NCP51530高性能2A、700V半桥驱动器结合，为工程师提供一个平台，为今后的电源适配器设计奠定基础。
NCP1568作为控制器，提供智能的电池电源系统，能实现超高密度和高能效的电池电源设计。与ACF一样，控制器在非连续导通模式（DCM）下工作，提高轻载条件下的能效，同时待机功耗仅30mW，使设计人员能够达到符合现代能效规范的要求，包括欧盟CoCTier2。该设计针对实施USBPD而优化，同时需要尽可能最少的外部电路。
工作频率从100千赫到1兆赫，使设计人员可缩小磁性器件尺寸，功率密度是传统的反激设计的两倍。该方案采用SJFET，峰值能效达93．5％，工作频率达400kHz。NCP1568还可与eGaNFET一起使用，以提高开关频率，从而更进一步提高功率密度。
NCP1568提供智能和控制，NCP51530是集成的高、低边驱动器，在达700V的电压提供两个N沟道功率MOSFET的高效功率开关，从而在紧凑的空间实现高性能的电源方案。NCP51530适用于具有较短传播延迟以及快速上升和下降时间的高频工作。传输延迟（5ns）的严格匹配有助于提高所有应用的能效。
小结
USBPD规范很大程度上解决了许多挑战，这些挑战导致了今天使用的许多便携式设备需要大量不同的适配器。这精简将使设计人员转向专注于使这些适配器更小和更高效，防止它们的大小抵消在使便携式设备更便携方面的巨大改进。
虽然想要转向宽禁带技术如GaN，以应对功率密度挑战，但许多人认为，在可靠性至关重要的领域，这是有风险的，主要原因是GaN仍然相对较新，而且尚未得到证实。
安森美半导体将NCP1568和NCP51530搭配，通过结合一个高能效的拓扑（ACF）和减小器件大小的高频工作，满足当前市场的需求。虽然这些优势是通过可靠的和已证实的硅基超级结FET实现的，但只要成熟，该方案也兼容GaN器件。
目前重点关注的一个领域是宽禁带器件，如氮化镓（GaN）FET，在低损耗、高温工作和快速开关频率方面提供许多优势。但这些设备仍然较新和相对昂贵。此外，它们还未经长期使用证实，因此，若要实现相当的结果，工程师们更愿意依赖经过试验和测试的硅基技术。
一种新兴的解决现代电源适配器需求的拓扑结构是有源钳位反激（ACF）。这使用可变频率，使零电压开关（ZVS）的超级结（SJ）FET跨越多个负载和线性条件。这采用安森美半导体新的NCP1568AC－DCACF脉宽调制（PWM）集成电路（IC）实现。将这一新器件与新的NCP51530高性能2A、700V半桥驱动器结合，为工程师提供一个平台，为今后的电源适配器设计奠定基础。
NCP1568作为控制器，提供智能的电池电源系统，能实现超高密度和高能效的电池电源设计。与ACF一样，控制器在非连续导通模式（DCM）下工作，提高轻载条件下的能效，同时待机功耗仅30mW，使设计人员能够达到符合现代能效规范的要求，包括欧盟CoCTier2。该设计针对实施USBPD而优化，同时需要尽可能最少的外部电路。
工作频率从100千赫到1兆赫，使设计人员可缩小磁性器件尺寸，功率密度是传统的反激设计的两倍。该方案采用SJFET，峰值能效达93．5％，工作频率达400kHz。NCP1568还可与eGaNFET一起使用，以提高开关频率，从而更进一步提高功率密度。
NCP1568提供智能和控制，NCP51530是集成的高、低边驱动器，在达700V的电压提供两个N沟道功率MOSFET的高效功率开关，从而在紧凑的空间实现高性能的电源方案。NCP51530适用于具有较短传播延迟以及快速上升和下降时间的高频工作。传输延迟（5ns）的严格匹配有助于提高所有应用的能效。
小结
USBPD规范很大程度上解决了许多挑战，这些挑战导致了今天使用的许多便携式设备需要大量不同的适配器。这精简将使设计人员转向专注于使这些适配器更小和更高效，防止它们的大小抵消在使便携式设备更便携方面的巨大改进。
虽然想要转向宽禁带技术如GaN，以应对功率密度挑战，但许多人认为，在可靠性至关重要的领域，这是有风险的，主要原因是GaN仍然相对较新，而且尚未得到证实。
安森美半导体将NCP1568和NCP51530搭配，通过结合一个高能效的拓扑（ACF）和减小器件大小的高频工作，满足当前市场的需求。虽然这些优势是通过可靠的和已证实的硅基超级结FET实现的，但只要成熟，该方案也兼容GaN器件。
