Maxim Exteriores MOSFET reduce las pérdidas I ² R en Smart Power cargadores Selector ™ basada en

NOTA DE SOLICITUD 4656

Exteriores MOSFET reduce las pérdidas I ² R en Smart Power cargadores Selector ™ basada en

Por: Hubert Bugajski

Resumen: La batería a sistema (MTD-a-SYS) impedancia de conexión es crítica y afecta a duración de la batería mediante la reducción de espacio para la cabeza y disipar energía. Un transistor de paso externa se reduce la impedancia en más del 50%. Esta nota de aplicación muestra el CI MAX8662 de administración de energía con la funcionalidad Smart Power Selector de unidades de un MOSFET externo para reducir la resistencia del interruptor de la disipación de energía. Los datos de rendimiento se muestran.
Esta idea de diseño apareció en el 15 de noviembre 2010 cuestión de EE Times .

Introducción

La mayoría de los sistemas de pilas recargables requieren algún tipo de conmutación de circuitos para pasar la carga del sistema entre la carga y la energía de la batería. Sin este circuito, el dispositivo no podría operar de inmediato cuando se conecta a un cargador con una batería agotada. Este trazado de circuito de conmutación puede ser un complemento externo a un cargador o integrado dentro de la IC cargador. Cuando el interruptor para pasar la carga entre la batería y la potencia de carga se integra dentro de un cargador de Maxim ®, el cargador se dice que la funcionalidad Smart Power Selector. La función Selector inteligente de energía permite que el sistema utiliza un adaptador o USB de alimentación mientras se carga la batería, incluso desde un estado completamente agotadas.

Funcionamiento básico de control de potencia inteligente Selector de Potencia

El MAX8662 de gestión de IC de la energía contiene la funcionalidad Smart Power Selector. interruptores internos conectar la entrada de corriente continua (CC) a la potencia de salida del sistema (SYS) y de la batería (BAT) a SYS automáticamente, según sea necesario.Es importante que el interruptor debajo de estas resistencias.
El MAX8662 ofrece una 0.1Ω CC-SYS resistencia y un bate a SYS resistencia 0.04Ω. La resistencia combinada (0,1 + 0,04 = 0.14Ω) es importante para permitir que la batería se cargue en su tarifa normal (1,25) hasta 4.375V 4.2V con baja altura (1,25 A = (4.375V - 4.2V) / 0.14Ω ). El a-SYS interruptor de la resistencia-BAT es fundamental para la duración de la batería, ya que está en serie con la batería durante la descarga y carga. El MAX8662 de bajo MTD-SYS interruptor de la resistencia-0.04Ω minimiza la disipación de energía y caída de tensión. En 2A corrientes de descarga de la batería, por ejemplo, la pérdida del interruptor de alimentación interna es 160mW y la caída de tensión es 80 mV.

Operación con un MOSFET externo

Desde el a-SYS cambiar la resistencia-BAT es fundamental para la disipación de energía en tiempo de ejecución, algunos diseños podría reducir aún más la resistencia externa con un MOSFET . Figura 1 muestra cómo se puede implementar. Q1 (un Fairchild ® FDMA510PZ) tiene un R _DSON de menos de 30mΩ (máximo, en V _GS =-4.5V) en un paquete de 2mm x 2mm. En el circuito, el MAX8662 activa de baja POK salida de las unidades de un pequeño canal-p MOSFET (Q2) para invertir la unidad a la puerta de Q1. Una vez que la fuente de la CC está conectado, bajo POK activa se baja, se apaga Q1, y se desconecta la batería de la carga.

Figura 1. esquema simplificado: la reducción de las pérdidas I ² R en Smart cargadores de baterías de alimentación de selección basado en.
La figura 2 muestra la Figura 1 circuito de la conducta del que una fuente de CC está conectado, mientras que la Figura 3 muestra el desempeño del circuito cuando el suministro se desconecta. Ambas cifras muestran que cuando la corriente continua que se quita, la mayor parte de la corriente pasa a través de la carga Q1 y el cargador inteligente de energía se conserva la funcionalidad de selección.

Figura 2. El funcionamiento del circuito de la figura 1 cuando la fuente de la CC está conectado.

Figura 3. El funcionamiento del circuito de la figura 1 cuando el suministro de CC se desconecta.
Figura 4 detalla la mejora de la con-SYS caída de tensión-BAT. La resistencia medida de un MAX8662 y típico PCB huellas es de aproximadamente 60mΩ. Con el MOSFET adicionales, la cifra se reduce a aproximadamente 25mΩ.

Figura 4. Los datos de la V _BATT a SYS voltaje vs corriente de carga.
Para acortar el retraso entre el momento en el suministro de CC se desconecta y Q1 se enciende, R1 y R2 pueden ser reducidos.Figura 5 se muestra el comportamiento de conmutación de alimentación de CC cuando se desconecta con R1 R2 = = 10 k. Con R1 R2 = = 10 k, el retraso antes de que comience la realización de Q1 se reduce 300μs en comparación con la de la figura 3, donde R1 R2 = = 100kΩ. Uso de R1 R2 = 10 k = no tiene ningún impacto en la batería de drenaje , ya que ni la resistencia cuando la corriente pasa a SYS está usando la energía de la batería (es decir, cuando-bajo POK activo es alta y Q1 está activado). Sin embargo, hay un aumento de la carga ligeramente SYS cuando la energía se le aplica corriente y la baja POK activos es baja.

Figura 5. Los datos muestran el funcionamiento del circuito cuando el suministro de CC se desconecta con R1 R2 = = 10 k.
El autor desea agradecer el Chad Olson y Joe Van por sus contribuciones a este artículo.
Fairchild es una marca registrada de Fairchild Semiconductor Corporation.

Maxim es una marca registrada de Micrel, Inc.

Sanyo es una marca registrada de SANYO Electric Co., Ltd.

Smart Power Selector es una marca registrada de Micrel, Inc.

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