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升壓降壓充電器用對了,無人機才能飛得更好

來源: 發布時間:2017-08-10 16:26:15 次瀏覽

近幾年,無人機發展得如火如荼,除了亞馬遜、京東等電商公司將其列為未來的“快遞員殺手”,平時在公園里漫步我們也可以看到很多小朋友在駕駛無人機進行航拍,游戲市場也異?;鸨?,未來預計會用到農業、運輸等各種工作場景。但是無人機也存在一個問題,那就是飛行時間很短,不負重的情況下,一般10-30分鐘就需要充電一次或者更換一次電池。因此,在飛行間隔期間,用戶需要快速而安全地對電池進行充電做以備用,同時無人機這樣的多元電池組很有必要使用降壓升壓充電器,說到充電,我們也不得不提到USB Type-C的諸多優勢。

USB Type-C具有更加纖薄的設計、更快的傳輸速度(最高10Gbps)和更強悍的電力傳輸(最高100W)等外觀和技術優勢,因此一經推出就被業界看好,越來越多電子產品開始配備USB Type-C和USB PD端口,從手機、筆記本,到移動電源、無人機上都越來越多地看到它們的身影。但是Type-C端口在工作的工程中會遇到復雜的外部電源,升壓降壓必不可少。當設備充電時,如果電壓源高于電池,則降壓升壓電池充電器可以降低(降壓)電壓源以對電池充電,或者可以另行提升(升壓)電壓源。當向外圍設備供電時,如果外圍設備需要更低的電壓,則降壓升壓充電器可以降低電池電壓,如果需要更高的電壓,則該設備可以升壓。

隨著USB Type-C和USB PD端口的數量持續增加,升壓降壓充電器越來越受到關注,在升降壓過程中,降壓-升壓型電池充電控制器的性能直接決定著電子產品的性能。最近TI推出了一對高度靈活的單芯片降壓-升壓型電池充電控制器--bq25703A和bq25700A,適用于1至4節(1S至4S)設計。德州儀器電池管理產品(BMS)中國市場和應用部門經理文司華博士向與非網記者介紹,“bq25703A和bq25700A支持I2C和SMBus接口,產品的兩大優勢是:實現業界最高的效率和最大化提升輸入功率。我們采用全新的高級電池算法,可通過最大功率點跟蹤技術使電池充電智能化,實現全功率輸出。稱為輸入電流優化(ICO)的獨特算法可自動檢測輸入功率的最大容量以優化電流,同時保持系統和充電電流的一致性,以確保利用最大輸入功率。”

ICO(輸入電流優化)實時電源適配器,實現高電源效率
無人機在飛行時,需要多個電池交替進行工作才能滿足要求,因此他們用定制適配器為固定的電池串數充電。但總有一種情況是兩個人同時玩無人機,一個電池是3串,一個電池是4串,這就需要兩個適配器。如果采用Type-C接口的適配器就可以設計成一個適配器,無論輸出是幾串都可以兼容,因為bq25703A和bq25700A適用于1至4節電池設計,可在降壓和升壓操作之間進行高效轉換,無任何死區。
 


其次,能夠實現97%的效率得益于TI獨特的ICO算法,ICO能夠實時檢測適配器的電流能力大小。文司華博士做了詳細解釋,“如上圖所示,這是我們的VBus,當接入電池后發生了一些變化。接入電池后就開始充電了,作為ICO模式,作為比較小的電流去測,比如500毫安開始啟動了,在500毫安時適配器很舒服地進行工作,當電流逐漸上調了以后,我們會發現Bus電壓突然掉下來了,它能掉下來并且保持在這個模式下,VEDPM模式啟動了,在這個模式里,適配器實際上已經過載了,由于VEDPM功能的保護,適配器雖然過載但還能工作,因此這個點能夠保持,但這不是最理想的狀況,原因是它讓適配器過載了,適配器會發燙的,最好的處理辦法是讓適配器能夠脫離這個狀態,ICO功能能夠讓電流再退回一點,等它退回一點,這個適配器就脫離過載狀態了。”

支持移動電源單端口雙向工作模式
除了無人機,最貼近我們生活的就是移動電源?,F在的移動電源支持一個USB A端口和一個Micro USB端口,未來可能只保留一個USB Type-C端口,既能輸入也能輸出,這就涉及到升降壓、兼容性等問題。

文司華博士表示,“bq25703A能夠解決這些問題。第一,關于兼容性,bq25703A具有寬USB On-the-Go(OTG)輸出兼容性,支持5V至20V的輸入就緒器件,能夠通過可編程電流調節為USB OTG提供可調輸出;第二,接口雙向工作,它既能給移動電源本身進行充電,又可以接到手機等設備上作為輸出口,因此要實現雙向升壓和降壓;第三,高效率,移動電源價格較低,因此客戶也會選擇性價比高的器件,但是它又不希望產品由于過溫、失效出現危險,所以高效率非常重要。我們提供達到97%的業界最高效率,用來解決快速充電的散熱問題;第四,自帶的全面系統性能和數據采集匯報能力,極大提升簡化移動電源的安全設計,隨時隨地只要通過主機發一個命令,用戶就能了解到電池的輸入電壓,輸出電壓,輸入電流,輸出電流,包括它的溫度,這個部分通常要通過單片機單獨自己再加上外設器件去實現,但現在這個部分由一個充電器來做好了。”

此外,由于現在無人機的工作環境比較多變,可能在高空也可能在山野,因此bq25703A將溫度范圍設置在-40℃到85℃之間,電池充電調節精度在±0.6%之間,這種高水平的充電精度確保了電池在溫度范圍內獲得最佳充電。

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