对智能手机或平板计算机等可携式设备而言，电池其实不是十分牢靠的电源。除了有限的容量、温度和老化等变量影响外，内阻更是个捉摸不定，常常改变的影响参数。在电源办理体系中，妥善运用旁路形式，将可有用应对内阻改变所带来的应战。
对智能手机或平板计算机等可携式设备而言，电池似乎是一个杰出的安稳电源。只需添加一个降压 – 升压稳压器，电源问题就简直悉数处理了。若能够有用地操控充电/放电周期，而且具有一个杰出的电量侦测子体系，就应该能够得到所需的电压和电流。
但是，事实上电池不是十分牢靠的电源。除了有限的容量、温度和老化等变量影响外，首要的缺陷是其内阻（整合的维护开关阻抗和电池特性的归纳）可在几十mΩ到几百mΩ之间改变。更杂乱的是，该内部电阻还具有频率相关性。
在典型的运用中，电池两头（一般是2.5V∼4.35V，取决于化学物质）衔接至体系电源办理单元的输入，而体系电源办理单元为不同子体系树立体系电源轨。现在智能手机中一些规范的电路，如高功用运用处理器/CPU、高电流USB OTG、相机闪光灯或增强音频，对电池电压形成了改变间隔很大的负载条件。
本文将介绍一款结合升压稳压器和整合式低阻抗旁路开关的新式电源规划，除了能够供给更宽的作业电压规模，还能主动升压，避免输出跌至低于设定的方针输出电压。别的，它还能够运用外部操控引脚调用旁路形式，能够将静态电流降至几微安培的规模。
内阻对电池续航力形成显着影响
现在绝大多数的举动设备都具有多中心CPU和高耗电的图形处理单元（GPU），以及音频放大器和大型显现器，这些组件一般是举动设备中最耗电的零组件。当体系履行资源密集型使命时，因为负载忽然增大，电源办理体系从电池罗致的电流常会瞬间增高二或三安培。因而，电池电压周期性跌落，体系电源办理单元的某些输出会失掉调理，在最差状况下，体系办理单元过早触发截止电压，导致掉电状况产生。
图1显现三个具有相同容量，但内阻值各有不同的电池的掉电状况。当呈现高电流脉冲负载时，具有较高内阻的电池续航时刻较短。
图1 不同内阻在脉冲负载情境下的放电曲线
旁路形式供给更高操作电压瞬态呼应功用不行忽视
为了战胜举动设备电源办理所遇到的上述应战，并供给新的操作优势，支撑旁路形式（Bypass Mode）的升压稳压器是一种处理方案。以安森美半导体（On Semiconductor）的FAN48623升压稳压器为例，在操作时，当输入电压VIN超越方针输出电压VOUT时，FAN48623主动切换到旁路形式，如图2所示。在旁路形式下，电池透过十分低的阻抗直接连至输出。
图2 主动旁路形式
除了主动旁路转化之外，规划人员还能够在任何时候强制设备进入旁路形式。在强制旁路形式下，只要2至3μA的静态电流可用，但仍然有满足的电池电压可用于唤醒操作。图3显现了由nBYP信号操控的升压形式和低IQ强制旁路形式之间的转化。
图3 低IQ强制旁路
强制FAN48623进入旁路形式，可完成全电池输出与挨近零耗费，然后能够以极小的损耗供给最大的电源电压。真实的负载断开功用还意味着能够断开「漏电负载」与电池电压的衔接。
比较一下支撑旁路的升压与运用降压/升压稳压器的传统方法。在传统方法下，升压转化会在VIN较低时约束全体功率。而运用具旁路的升压拓扑可完成更高的功率（高达96%），即使当稳压器与其他降压稳压器或LDO串联时，全体端到端功率也会坚持很高。运用升压加旁路方法，升压转化功率会比平等巨细的降压-升压处理方案（》1A负载电流规模）高出10%。
当呈现忽然的负载改变时，电池和电源子体系会遭到压力。当负载添加而电池和电源无法应对时，电源体系将面临更艰困的应战。假定电池内阻为200mΩ，当施加1A负载时，因为ESR下降，电池电压敏捷由开始充电电压4.2V降至低于4V。
现在来看一下运用FAN48623升压加旁路方法的体系动态。因为快速升压形式转化，操控回路能够处理较高的VIN（dV/dt）转化速率，如图4所示，其间600mV线路电压瞬间从3.0变为3.6VIN，下降沿为10μs，负载电流为500mA，输出电压VOUT为3.3V。
图4 主动旁路形式下的线路瞬态呼应
升压和旁路作业形式之间的转化很快：当VIN大于方针VOUT，而且十分密切地跟从瞬态时，IC在5μs 内进入旁路形式。
图5 PMIC内部升压稳压器的运用暗示图
图6 升压RF DC/DC的运用暗示
旁路升压稳压器搞定举动设备电源规划各种难题
支撑旁路形式的升压稳压器能够运用在举动设备电源体系中的许多环节，例如PMIC、RF DC/DC、D类消息放大器等，以下将介绍几种典型运用事例。
PMIC内部的电压稳压器
PM%&&&&&%内的某些电压稳压器（降压和 LDO）需求极小的输入电压来保持正常操作。
RF DC/DC
传统上，用于驱动天线的2G RF功率放大器（PA）直接衔接到电池。3G RF功率放大器则运用动态可调 DC/DC转化器来供给降压电压Vcc。DC-DC转化器进步可携式通讯设备中的RF PA体系功率，能够下降功耗、延伸电池寿数并削减热量。
运用FAN48623，当电池电压过低时，电池电压会被升高。
D 类消息放大器
简直通用于一切音频信道的D类开关形式放大器也带来新的应战。回想一下，可用电源与电源电压的平方成正比，因而电源电压即使只要细小的添加，也会导致显着增大的放大器净空间隔和潜在的电源输出。规划人员能够运用FAN48623为扬声器驱动器供电，并取得高功率的功率提高。FAN48623将VBATT增至较高的电压，并进步扬声器的音量。凭仗其高电流功用，FAN48623能够一起驱动两个或更多的 D类消息放大器。
图7 升压 D 类消息放大器的运用暗示图
图8 OTG运用暗示图
USB On The Go （OTG）
跟着智能手机、数字相机、平板计算机和其他举动设备的技术进步，不必经过计算机而能直接与这些设备互连的需求也添加了。
针对USB OTG运用，电源体系需求升压转化器将电池电压升高到5V电压，然后为衔接USB埠的其他便携设备供电。选用一般的电池充电器，OTG的供电才能一般约束在200∼500mA。FAN48623能够支撑两个USB 3.0埠，可与电池充电器同享相同的电感器，这有助于下降BOM和全体本钱。当电池处于充电形式时，FAN48623彻底封闭，电池充电器经过USB电源运转。
在没有电池，直接从USB埠供电的状况下，FAN48623的强制旁路形式操作还有利于促进生产测验形式（PTM）。
旁路形式战胜举动设备电源规划应战
支撑旁路形式的升压稳压器十分合适当今高耗电、改变规模大的负载。以FAN48623为例，该组件可接受2.5V ∼5.5V输入电压，固定输出电压则为3V∼5V。VIN为2.5V且VOUT为3.3V时，最大接连负载电流为2.5A。可用的最大输出电流取决于VIN/VOUT比率。每个选项都支撑两个工厂程序规划的输出电压，可经过VSEL引脚挑选。该设备能够设置为强制旁路状况，然后削减不需求升压运转时的静态电流。
