#電源設計 #電池充電拓樸 #動態電源管理DPM #動態電源路徑管理DPPM
【電池充電學問大！拓樸結構決定效能與成本】
電池充電裝置功能可分為兩大面向來看：動態電源管理 (DPM) 和動態電源路徑管理 (DPPM)，兩者皆與充電拓樸結構密切相關，且同樣重要。不同的拓樸結構決定了 DPM 和 DPPM 的能力，以及選用不同零組件所產生的總成本。對於低功率應用，NVDC 充電裝置因為較低的成本和 DPM / DPPM 功能而大受歡迎；而高功率應用，選擇傳統的充電拓樸結構則可將功率損耗降至最低。
具有高輸出額定值的轉接器通常較貴。為降低成本，有些業者會想使用額定值較低的轉接器；但如此一來，需要備有基於電流的 DPM 功能之充電裝置，以防止轉接器超載。此舉是為了防止總系統負載和電池負載超過轉接器所提供的總功率；基於電流的 DPM，能處理寬輸入電源而不會發生超載情況。然而，欲獲得最佳系統性能還需要 DPPM 功能，讓充電裝置可以補充模式運作，使電池透過電池 FET 為系統提供電源，而不需進行充電。
充電拓樸通常有三種常見結構：傳統拓樸、混合拓樸和窄電壓直流 (NVDC) 拓樸，而高性能通常伴隨更高的成本，因此，設計過程需考慮性能和成本之間的取捨。
●傳統拓樸：系統軌可達到最大轉接器電壓，若從電池操作，系統電壓可低至最小電池電壓，但高壓輸入源可能導致系統軌的大幅擺動；優點是系統可以從輸入源獲得最大功率，不過因零組件價格較昂貴且需處理高功率，將使總成本提高。
●混合拓樸：也稱為「渦輪升壓」模式，在筆記型電腦應用非常流行。有些應用系統僅需要最大功率傳輸，但為一般運作而設計的轉接器無法滿足最大功率需求，且傳統的充電拓樸結構不允許電池在補充模式下運作、提供額外功率，故須以混合充電拓樸解決。在此結構下，電池可以升壓模式向系統提供額外的功率達到最高功率的傳輸。
●窄電壓直流 (NVDC) 拓樸：上述兩種充電拓樸結構都需要系統軌來處理與輸入源相同的高電壓，但有些應用的系統軌需要採用較低額定值的零組件以降低成本。在這種情況下，可考慮含有 NVDC 拓樸結構的產品，透過控制電池 FET，使系統電壓與電池電壓非常接近。
在設計充電系統時，必須平衡性能、功能和解決方案成本，選擇正確的拓樸結構和裝置可在維持最低成本的同時實現更高的效率。此外，用於消費性電子與工業設備的可攜式裝置越來越多，但其實兩者的電池配置和充電需求存在顯著差異：無人機和機器人等工業應用中，使用多節電池組配置 (超過兩節串聯電池) 即能實現更高的功率，為達到更高的充電效率，轉接頭通常需要具備較高的輸入電壓；而在消費性電子裝置中，則多半使用 5V USB 電源來為單電池充電。
延伸閱讀：
《了解電池充電裝置功能與充電拓樸結構》
http://www.compotechasia.com/a/ji___yo…/2017/0401/35078.html
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