詳細了解系統負載后再連接充電器

一般來說，電容性負載在轉換器的輸入端并不是一個問題，同時它會減緩上電，除非一個定時事件結束從而引起重置或進一步加載。上電時轉換器輸出的電容性負載可能會帶來峰值功率要求，同時如果該轉換器具有軟啟動特性，則這種負載可以降低。

脈沖負載會加給其他靜態負載，并且這種情況隨時可能發生，因此我們在進行無電池操作時應該特別注意，要確定峰值負載不會超過可用充電器源電流。

圖 3 DC/DC 轉換器輸入電流與輸入電壓的關系：A)錯誤的上電順序;B)正確的上電順序

源電流和系統負載電流對比

異步電動機空載運行時，定子三相繞組中通過的電流，稱為空載電流。絕大部分的空載電流用來產生旋轉磁場，稱為空載激磁電流，是空載電流的無功分量。還有很小一部分空載電流用于產生電動機空載運行時的各種功率損耗(如摩擦、通風和鐵芯損耗等)，這一部分是空載電流的有功分量，因占的比例很小，可忽略不計。因此，空載電流可以認為都是無功電流。

應該考慮的對比共有兩種：靜態 DC 對比和實時上電及運行對比。DC 對比只在特定系統電壓下將系統負載電流與可用充電器源電流對比。圖 3 顯示了系統電壓變化時的總負載電流和可用充電器電流。上電初始，電阻性負載電流接近于可用充電器的短路電流。因此，設計人員或許想確保輸出電壓能夠充電至預充電區域。在預充電中，當 1.8V 轉換器在 1.6V 開啟時，總電流會略微超過預充電電流。一種解決方案是在 VSYS = 1.8V 時開啟該轉換器，這樣負載電流就會下降，所圖 3b 所示。同樣地，3.3V 轉換器可在 2.8V 開啟。延遲開啟直至 VSYS 達到 3.1V,將會把加負載移動到快速充電區域中，從而防止出現加載問題。既然已經分析了靜態問題，最好是馬上進行一次運行測試。

實時運行對比有助于理解負載瞬態時間，并確定峰值負載不會超過可用源電流。將系統負載連接至一個實驗室電源就可以進行一個簡單的測試。在回路中插入一個 100m Ohm 電阻，并設置電源電壓為 4.2V.如圖 4 所示連接示波器探針，以捕獲電壓和電流。使用單序列觸發器時，設置示波器到電壓波形，并開啟實驗室電源。利用熱插拔，可重復該測試。通過電流觸發(剛好設定在充電器編程控制電流閾值以下)可實現連續運行測試，同時以系統各種運行模式來運行系統。應該在整個系統的 VSYS 運行范圍中進行這種測試。如果示波器得到觸發，則需檢查電流脈沖并確定負載是否過高。

圖 4 捕獲實時工作電流與電壓波形關系的設置

系統：可運行、循環開/關或鎖閉(崩潰)

沒有電池時理想的運行模式是可用充電器電流始終高于系統負載電流，從而實現穩定的運行。在這種模式下，系統電容充電至調節電壓，快速充電電流逐漸減小至與系統負載電流相等。只要系統電流低于編程控制的快速充電電流，系統就會保持在這種穩定的狀態模式下。如果負載電流超過了可用充電電流，則進入循環或鎖閉狀態，這是由于 DC/DC 轉換器在低系統電壓下需要更高的電流。如果系統電壓下降使得轉換器關閉，則系統電壓會在下一個過電流負載以前恢復。這種循環模式一般被稱為打嗝模式。

無電池運行或測試設計技巧

建立一個與表 1 相類似的表格，或繪制一幅如圖 3 所示的充電器電流曲線圖，以便定義系統的絕對最大負載邊界。在系統電壓范圍內所有運行模式下運行系統，并定義可以開啟的系統，以及處于最大負載邊界以下的時間。最佳解決方案是只在充電器處在快速充電模式下時才開啟系統。絕不要讓負載大于有效最小快速充電功率(例如：表 1 中 3 瓦特的快速充電模式)。由于充電器輸出功率和系統負載功率均為 VSYS 的函數，因此您可以比較該功率或電流得出相同的結論。

因此，設計人員應該讓系統功率要求維持在最小充電器功率輸出以下，或者使峰值系統電流要求維持在編程控制充電器輸出電流以下，以此來保證連續的系統運行。

總結

由于電池始終都可以用作任何可能出現的峰值負載的備用電源，因此利用適配器和電池驅動電子產品十分簡單。唯一的問題是，平均充電器電流大于平均負載電流，這樣電池便不會被放電了。如果需要無電池運行，則需要特別注意負載電流不能超過充電器源電流。否則，系統電壓就可能會崩潰，并卡在低功率電流限制狀態。通常，短路和預充電模式會是出現問題的地方。避免在這些模式下滿負載運行可以解決大多數問題。