《電子技術(shù)應(yīng)用》
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升壓降壓充電器用對了,無人機(jī)才能飛得更好

2017-08-11
關(guān)鍵詞: 無人機(jī) 京東 亞馬遜 USB

近幾年,,無人機(jī)發(fā)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(jī)進(jìn)行航拍,,游戲市場也異常火爆,,未來預(yù)計會用到農(nóng)業(yè),、運(yùn)輸?shù)雀鞣N工作場景。但是無人機(jī)也存在一個問題,,那就是飛行時間很短,,不負(fù)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(jìn)行充電做以備用,同時無人機(jī)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(yōu)勢。
    USB Type-C具有更加纖薄的設(shè)計,、更快的傳輸速度(最高10Gbps)和更強(qiáng)悍的電力傳輸(最高100W)等外觀和技術(shù)優(yōu)勢,,因此一經(jīng)推出就被業(yè)界看好,越來越多電子產(chǎn)品開始配備USB Type-C和USB PD端口,,從手機(jī),、筆記本,到移動電源,、無人機(jī)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(fù)雜的外部電源,升壓降壓必不可少,。當(dāng)設(shè)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(dāng)向外圍設(shè)備供電時,如果外圍設(shè)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(shè)備可以升壓,。
    隨著USB Type-C和USB PD端口的數(shù)量持續(xù)增加,,升壓降壓充電器越來越受到關(guān)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(chǎn)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(jié)(1S至4S)設(shè)計,。德州儀器電池管理產(chǎn)品(BMS)中國市場和應(yīng)用部門經(jīng)理文司華博士向與非網(wǎng)記者介紹,,“bq25703A和bq25700A支持I2C和SMBus接口,產(chǎn)品的兩大優(yōu)勢是:實(shí)現(xiàn)業(yè)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(diǎn)跟蹤技術(shù)使電池充電智能化,實(shí)現(xiàn)全功率輸出,。稱為輸入電流優(yōu)化(ICO)的獨(dú)特算法可自動檢測輸入功率的最大容量以優(yōu)化電流,,同時保持系統(tǒng)和充電電流的一致性,,以確保利用最大輸入功率?!?br/>    ICO(輸入電流優(yōu)化)實(shí)時電源適配器,,實(shí)現(xiàn)高電源效率
    無人機(jī)在飛行時,需要多個電池交替進(jìn)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?dāng)?shù)充電,。但總有一種情況是兩個人同時玩無人機(jī),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(shè)計成一個適配器,,無論輸出是幾串都可以兼容,,因?yàn)閎q25703A和bq25700A適用于1至4節(jié)電池設(shè)計,可在降壓和升壓操作之間進(jìn)行高效轉(zhuǎn)換,,無任何死區(qū),。

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其次,能夠?qū)崿F(xiàn)97%的效率得益于TI獨(dú)特的ICO算法,,ICO能夠?qū)崟r檢測適配器的電流能力大小,。文司華博士做了詳細(xì)解釋,“如上圖所示,,這是我們的VBus,,當(dāng)接入電池后發(fā)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(jìn)行工作,,當(dāng)電流逐漸上調(diào)了以后,我們會發(fā)現(xiàn)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(shí)際上已經(jīng)過載了,,由于VEDPM功能的保護(hù),適配器雖然過載但還能工作,,因此這個點(diǎn)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(fā)燙的,,最好的處理辦法是讓適配器能夠脫離這個狀態(tài),ICO功能能夠讓電流再退回一點(diǎn),,等它退回一點(diǎn),,這個適配器就脫離過載狀態(tài)了?!?br/>    支持移動電源單端口雙向工作模式
    除了無人機(jī),,最貼近我們生活的就是移動電源。現(xiàn)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(guān)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(diào)節(jié)為USB OTG提供可調(diào)輸出;第二,,接口雙向工作,,它既能給移動電源本身進(jìn)行充電,又可以接到手機(jī)等設(shè)備上作為輸出口,,因此要實(shí)現(xiàn)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(chǎn)品由于過溫,、失效出現(xiàn)危險,,所以高效率非常重要。我們提供達(dá)到97%的業(yè)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(tǒng)性能和數(shù)據(jù)采集匯報能力,,極大提升簡化移動電源的安全設(shè)計,,隨時隨地只要通過主機(jī)發(fā)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(jī)單獨(dú)自己再加上外設(shè)器件去實(shí)現(xiàn),,但現(xiàn)在這個部分由一個充電器來做好了?!?br/>    此外,,由于現(xiàn)在無人機(jī)的工作環(huán)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(shè)置在-40℃到85℃之間,,電池充電調(diào)節(jié)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(nèi)獲得最佳充電,。


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