隨著對(duì)于新興便攜式設(shè)備（例如：平板電腦和智能電話等）需求的快速增長(zhǎng)，在如何提高電池供電型系統(tǒng)性能方面出現(xiàn)了許多新的挑戰(zhàn)。電池管理系統(tǒng)必須能夠智能地支持不同類型的適配器和電池化學(xué)成份，并且必須擁有高效的快速充電能力。與此同時(shí)，提供良好的用戶體驗(yàn)也非常重要，例如：系統(tǒng)瞬間開(kāi)啟、更長(zhǎng)的電池使用時(shí)間以及快速充電等。本文將討論如何通過(guò)動(dòng)態(tài)電源管理（DPM）實(shí)現(xiàn)快速電池充電和提高電池充電性能。DPM幫助避免系統(tǒng)崩潰，并可最大化適配器的可用功率。它可以基于輸入電流或者輸入電壓，或者與電池補(bǔ)充供電模式一起組合使用。本文還會(huì)介紹一些延遲電池使用時(shí)間的重要設(shè)計(jì)考慮。
　　鋰離子（Li-Ion）電池對(duì)于便攜式設(shè)備不斷增長(zhǎng)的電力需求來(lái)說(shuō)是一種理想選擇，因?yàn)樗鼡碛蟹浅８叩哪芰棵芏取＝裉欤徊?0英寸屏幕的平板電腦，通常會(huì)使用一塊6到10Ah容量的電池組來(lái)提供更長(zhǎng)的工作時(shí)間。利用高容量電池，便攜式設(shè)備便可擁有快速、高效的充電能力，從而實(shí)現(xiàn)良好的用戶體驗(yàn)。另外，平板電腦還要求具備其它一些功能，例如：優(yōu)異的散散熱性能和瞬間開(kāi)機(jī)的能力（即使在電池被深度放電的情況下）。這些要求帶來(lái)了許多技術(shù)挑戰(zhàn)。一個(gè)挑戰(zhàn)是，如何在不使電源崩潰的同時(shí)，最大化電源的可用功率，以高效和快速地對(duì)電池充電。另一個(gè)挑戰(zhàn)是，如何在系統(tǒng)工作的同時(shí)對(duì)深度放電的電池進(jìn)行充電。最后一個(gè)挑戰(zhàn)是，如何延遲電池使用時(shí)間和提高散熱性能。
　　動(dòng)態(tài)電源管理（DPM）
　　如何最大化可用功率，對(duì)電池進(jìn)行快速、高效的充電？所有電源都其輸出電流或者功率限制。例如，高速USB（USB 2.0）端口的最大輸出電流限定在500mA，而超高速USB（USB 3.0）端口的最大輸出電流為900mA。如果系統(tǒng)的功率需求超出電源能夠提供的功率，則電源會(huì)崩潰。電池充電時(shí)，如何在使功率輸出最大化的同時(shí)防止電源崩潰呢？下面，我們介紹3種控制方法：基于輸入電流的DPM，基于輸入電壓的DPM，以及與電池補(bǔ)充供電模式一起使用的DPM。
　　基于輸入電流的DPM
　　圖1顯示了使用DPM控制的高效開(kāi)關(guān)模式充電器。MOSFET Q2及Q3與電感器L組成了一個(gè)同步開(kāi)關(guān)降壓型電池充電器。使用一個(gè)降壓轉(zhuǎn)換器，可確保有效轉(zhuǎn)換適配器的輸入功率，以實(shí)現(xiàn)更快速的電池充電。MOSFET Q1用作一個(gè)電池反向阻塞MOSFET，用于防止電池到輸入的漏電流通過(guò)MOSFET Q2的體二極管。另外，它還起到一個(gè)輸入電流檢測(cè)器的作用，以監(jiān)測(cè)適配器電流。
　　圖1　基于輸入電流的DPM
　　
　　MOSFET Q4用于主動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制電池充電電流，以實(shí)現(xiàn)DPM功能。當(dāng)輸入功率足以支持系統(tǒng)負(fù)載和電池充電時(shí)，使用理想的充電電流值ICHG來(lái)對(duì)電池充電。如果系統(tǒng)負(fù)載（ISYS）突然增加且其總適配器電流達(dá)到限流設(shè)置（IREF），則輸入電流調(diào)節(jié)環(huán)路主動(dòng)調(diào)節(jié)，并使輸入電流保持在預(yù)定義IREF輸入基準(zhǔn)電流上。給予更高的優(yōu)先權(quán)為系統(tǒng)供電，以讓其達(dá)到最高性能，并同時(shí)降低充電電流，這樣便可實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)。因此，我們始終可以在輸入功率電源不崩潰的同時(shí)最大化輸入功率，并且讓可用功率動(dòng)態(tài)地在系統(tǒng)和電池充電之間共用。
　　基于輸入電壓的DPM
　　如果一個(gè)第三方電源插入系統(tǒng)，而系統(tǒng)卻無(wú)法識(shí)別其電池限制，則難以根據(jù)輸入電流限制來(lái)使用DPM。這種情況下，我們可以使用基于輸入電壓的DPM（圖2）。電阻分壓器R1和R2用于檢測(cè)輸入電壓，然后饋給輸入電壓調(diào)節(jié)環(huán)路的誤差放大器。同樣，如果系統(tǒng)負(fù)載增加，致使輸入電流超出適配器的電流限制，則適配器電壓開(kāi)始下降，并最終達(dá)到預(yù)設(shè)的最小輸入電壓。輸入電壓調(diào)節(jié)環(huán)路被激活，以讓輸入電壓維持在預(yù)設(shè)水平。通過(guò)自動(dòng)降低充電電流以便讓來(lái)自輸入功率電源的總電流達(dá)到其最大值（電源不崩潰），可以完成這項(xiàng)工作。因此，系統(tǒng)可以追蹤適配器的最大輸入電流。設(shè)計(jì)輸入電壓調(diào)節(jié)的目的是，讓電壓保持足夠高，以便對(duì)電池完全充電。例如，可把電壓設(shè)置為4.35V左右，以對(duì)一塊單節(jié)鋰離子電池組完全充電。