DPPM功能的主要原理如图4所示。暂时忽略USB输入,电路的工作原理如下:Q1对OUT引脚的电压进行调节,Q2根据一个典型的CC-CV锂离子充电曲线对充电电流进行调节。如果连接至AC引脚的电源电流不足而无法为系统供电并为电池充电,则VOUT开始下降。如果VOUT达到了预定义的阈值VDPPM,bqTINY-III则会自动将充电电流降至一个可保持VDPPM时VOUT的水平。
图5 使用太阳能板对电池进行充电
该特性可用于图5所示的应用。其中,一个太阳能板被用于为一个单体锂离子电池再充电。该太阳能板由若干电池串组成,每个电池串包括11个串联硅电池。它的作用类似于电流限制电压源,电流限制则是由太阳能板的大小以及照射在上面的光量来确定的。
从该太阳能板上获得的最大输出电压(VOC)通常介于5.5~6V之间。因为该电压低于bq24030预定义的6V输出调节电压,Q1被完全开启(turned hard-on)。RSET定义了一个1A的最大充电电流。
如果其超过了太阳能电池的输出电流(取决于光线强弱),太阳能板的输出电压就会下降,从而降低了bq24030 OUT引脚的电压。RDPPM对bq24030进行了编程以自动将ICHG降至一个容许VOUT保持在4.5V的电平。之所以采用VDPPM这个值,是因为它非常符合太阳能板的最大功率点(MPP)。假设Q1两端的电压降为300mV,那么每个电池的电压就将会变为436mV,这样就会最大化太阳能板的功率输出。如果VOUT高于 4.5V,则DPPM就会不起作用,太阳能板的工作状态就会偏离MPP。但是,只有所需的电能少于太阳能板所能提供的电能时,才会发生这样的情况,此时效率的降低不会有太大的影响。如图3所示,随着输出功率逼近MPP,输出功率曲线变得十分平稳,然后突然急剧下降。因此,把VDPPM设置得稍高些比设置得稍低些要好。这样就可以将不恰当的工作点对输出功率的影响最小化。
如果太阳能板提供的电能不足以为系统供电,甚至当电池充电电流已经被降低至零的时候,Q2就会被开启,VOUT将下降到恰好低于电池电压VBAT,而电池则能提供任何太阳能板所不能提供的电流。
bqTINY-III还允许通过USB端口对电池进行充电。在这种情况下,Q3就会被用来调节输入电流,以确保USB规范可根据IC的ISET2引脚状态满足100mA或500mA的要求。如果系统和充电电流的总和超过了所选USB的电流极限,则VOUT就会下降且DPPM功能会降低充电电流,或像从前那样还原为电池补充模式。