บทคัดย่อ

เครื่องชาร์จพาวเวอร์แบงค์อัจฉริยะได้รับการออกแบบโดยใช้ผลิตภัณฑ์ของ Analog Devices มีการตั้งค่าที่ยืดหยุ่นซึ่งสามารถรับแหล่งพลังงานอินพุตหลายแหล่งและจัดการการชาร์จแบตเตอรี่อย่างชาญฉลาดในขณะที่จ่ายไฟให้กับโหลด การออกแบบใหม่รวมฟังก์ชันหลักไว้ในฟอร์มแฟคเตอร์ขนาดกะทัดรัด ทําให้เหมาะสําหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์ในขณะที่ยังคงประสิทธิภาพที่แข็งแกร่งและระบบการจัดการพลังงานอัจฉริยะ.

บทนํา

ความต้องการอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพาที่เพิ่มขึ้นได้กระตุ้นความต้องการระบบการจัดการพลังงานที่มีประสิทธิภาพและพกพาได้ พาวเวอร์แบงค์กลายเป็นอุปกรณ์เสริมที่ขาดไม่ได้ เนื่องจากมีพลังงานสํารองที่เชื่อถือได้สําหรับสมาร์ทโฟน แท็บเล็ต และอุปกรณ์ที่ใช้ USB อื่นๆ การใช้บอร์ดสาธิตการประเมินผล ก่อนอื่นเราสร้างโซลูชันเครื่องชาร์จพาวเวอร์แบงค์แบบแยกส่วนเพื่อเป็นการพิสูจน์แนวคิด ต้นแบบนี้ประกอบขึ้นโดยการซ้อนบอร์ดสาธิต และต่อมาได้พัฒนาเป็นโซลูชันบอร์ดเดี่ยวพร้อมประสิทธิภาพและการปรับปรุงที่เพิ่มขึ้น โซลูชันนี้ยอมรับแหล่งอินพุตหลายแหล่ง เช่น แบตเตอรี่ อะแดปเตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ หรือ DC และจัดการการไหลของพลังงานอย่างชาญฉลาดเพื่อชาร์จแบตเตอรี่และจ่ายไฟให้กับโหลดพร้อมกัน.

บทความนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อสํารวจคุณสมบัติการจัดการเส้นทางพลังงานอัจฉริยะของ IC ของ Analog Devices ในการออกแบบที่กะทัดรัดโดยไม่ลดทอนประสิทธิภาพ โดยสรุปข้อควรพิจารณาในการออกแบบโซลูชันบอร์ดเดี่ยว แนวคิด และการประเมินประสิทธิภาพ และเน้นการปรับปรุงจากมัลติบอร์ดที่พิสูจน์แนวคิด.

ออกแบบเค้าโครงบล็อก

ในการออกแบบเลย์เอาต์นี้ สถาปัตยกรรมที่กะทัดรัดและคล่องตัวได้รับการพัฒนาเพื่อรองรับแรงดันไฟฟ้าอินพุตช่วงกว้างคู่ กล่าวคือ จากแผงโซลาร์เซลล์และอะแดปเตอร์ AC-to-DC กําลังไฟฟ้าเข้าได้รับการจัดการอย่างชาญฉลาดโดยใช้ แอลทีซี4416 ตัวควบคุมเส้นทางพลังงานร่วมกับ LTC4162-L เครื่องชาร์จบั๊กพาวเวอร์พาเนส การกําหนดค่านี้ช่วยให้สามารถชาร์จแบตเตอรี่ Li-ion ต่างๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพจนถึงการกําหนดค่าแบตเตอรี่สแต็ก 4S1P.

ดังแสดงในรูปที่ 1 ระบบมีตัวควบคุมการสลับบั๊กบูสต์, แอลทีซี3115-1, ที่ควบคุมแรงดันขาออกแบบไดนามิก ไปยังโหลดและให้เอาต์พุตสูงสุดคงที่ที่ 5 V และ 2 A เนื่องจาก LTC4162-L จะตรวจสอบระดับการชาร์จของแบตเตอรี่.

การเลือกชิ้นส่วนและเค้าโครงการออกแบบ

สามส่วนหลักเพิ่มประสิทธิภาพของระบบตามการตั้งค่าบล็อกการออกแบบ ชิ้นส่วนเหล่านี้ได้รับการคัดเลือกเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบลดการสูญเสียพลังงานลดพื้นที่เค้าโครง PCB และลดต้นทุนโดยรวม เค้าโครงแผนผังของพวกเขาแสดงในรูป 2.

1. แหล่งอินพุตคู่โดยใช้ LTC4416

สามารถใช้การกําหนดค่า OR-gate อย่างง่ายโดยใช้ไดโอดเพื่อสลับระหว่างแหล่งพลังงานอินพุตคู่ อย่างไรก็ตาม วิธีการนี้ทําให้เกิดการสูญเสียพลังงานอย่างมีนัยสําคัญเนื่องจากแรงดันตกคร่อมไปข้างหน้าโดยธรรมชาติทั่วไดโอด แม้ว่าจะใช้ไดโอด Schottky แบบดรอปต่ําก็ตาม LTC4416 สร้างการสลับระหว่างสองแหล่งอย่างราบรื่นด้วยแรงดันไฟฟ้าตกต่ํามาก ซึ่งจะช่วยลดการสูญเสียพลังงาน โดยการควบคุมช่อง P ภายนอก MOSFET เพื่อเลียนแบบไดโอดในอุดมคติอุปกรณ์นี้ช่วยลดการสูญเสียการนําไฟฟ้าได้อย่างมีนัยสําคัญซึ่งจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของระบบโดยรวม.

LTC4416 ทํางานในหกโหมดที่แตกต่างกัน โหมดการทํางานแต่ละโหมดขึ้นอยู่กับการกําหนดค่าของพินอินพุต E1 และ E2 ตามที่ระบุไว้ในเอกสารข้อมูล ในการตั้งค่านี้ โหมดที่เลือกคือ: V1 มากกว่า V2 โดยที่ E1 ถูกตั้งค่าเป็น Sense และ E2 ถูกตั้งค่าเป็น 0 ซึ่งหมายความว่าชิปให้ความสําคัญกับแหล่งพลังงาน V1 เมื่อใช้โหมดการทํางานนี้ IC ได้รับการกําหนดค่าในลักษณะที่ V1 ได้รับการจัดลําดับความสําคัญให้รับช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุตกว้าง 15 V ถึง 35 V DC ในขณะที่แหล่งจ่ายไฟ V2 เป็นแหล่งจ่ายไฟแผงโซลาร์เซลล์ (3.6 V ถึง 15 V) ที่ทําหน้าที่เป็นแรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิ เมื่อ V1 มากกว่าหรือเท่ากับ 15 V E1 ช่วยให้แหล่ง V1 เป็นแหล่งจ่ายไฟ e หลักและปิดแหล่งจ่ายไฟ V2 เนื่องจาก V1 มากกว่า V2.

เมื่อ V1 ลดลงเหลือ 13.4 V V2 จะกลายเป็นแหล่งจ่ายไฟหลักในขณะที่ V1 ถูกตัดการเชื่อมต่อจากเอาต์พุต โดยมีเงื่อนไขว่าปริมาตร tage จากแผงโซลาร์เซลล์อยู่ภายใน 3.6 V ถึง 15 V V2 จะจ่ายพลังงานให้กับโหลดเอาต์พุตต่อไปจนกว่า V1 จะกลับคืนมา จุดคืนค่าของ V1 ถูกตั้งค่าเป็น 15 V ดังแสดงในรูป 2.

จุดล้มเหลวและการฟื้นฟูของ V1 สามารถแก้ไขได้โดยการเปลี่ยนค่าตัวต้านทานของ R1, R2 และ R3 ในรูปที่ 2 สามารถทําได้โดยใช้สูตรจากแผ่นข้อมูลตามที่กําหนด:

เมื่อระบุ V1 แล้ว สามารถเลือก V2 เพื่อรับประกันการกําหนดค่าที่ดีที่สุด หาก V1 ล้มเหลวหรือไม่พร้อมใช้งาน ระบบจะเปลี่ยนเป็น V2 โดยอัตโนมัติเพื่อรักษาแหล่งจ่ายไฟจนกว่าจะถึงจุดคืนค่า ตราบใดที่ V1 > V2 เนื่องจากแหล่งจ่ายเอาต์พุตเป็นไปตามแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นการฟื้นฟูจะไม่เกิดขึ้นหาก V2 > V1.

2. การจัดการเส้นทางพลังงานอัจฉริยะ

ในการใช้งานเช่นพาวเวอร์แบงค์และอุปกรณ์อื่น ๆ ที่ต้องใช้และชาร์จแบตเตอรี่พร้อมกันการใช้การชาร์จเส้นทางพลังงานเป็นทางออกที่ดี วิธีการนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของแบตเตอรี่และยืดอายุการใช้งานโดยรวมโดยการจัดการการจ่ายพลังงานระหว่างระบบและแบตเตอรี่อย่างมีประสิทธิภาพ ระบบจัดการพลังงานอินพุตอย่างชาญฉลาดโดยเลือกจากสามแหล่ง: อะแดปเตอร์ AC-to-DC แผงโซลาร์เซลล์ หรือแบตเตอรี่ อะแดปเตอร์ AC-to-DC หรือแผงโซลาร์เซลล์ใช้เป็นหลักในการชาร์จแบตเตอรี่.

หากอะแดปเตอร์ AC-to-DC ล้มเหลวและแผงโซลาร์เซลล์ voltage ลดลงต่ํากว่าค่าต่ําสุด ระบบจะเปลี่ยนไปใช้แบตเตอรี่สํารองที่ชาร์จแล้วโดยอัตโนมัติเพื่อจ่ายไฟให้กับโหลด เอาต์พุตจากเส้นทางพลังงาน LTC4416 ป้อนเข้าสู่ LTC4162-L ซึ่งรองรับแรงดันไฟฟ้าขาเข้าสูงสุด 35 V.

LTC4162-L รองรับการทํางานทันทีแม้แบตเตอรี่หมดหรือไม่มีแบตเตอรี่ และมีการติดตามจุดพลังงานสูงสุด (MPPT) ในตัวเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์.

ภายใต้แสงแดดจ้าแผงโซลาร์เซลล์จะทํางานในสองภูมิภาค: อิมพีแดนซ์ต่ําที่แรงดันไฟฟ้าคงที่และอิมพีแดนซ์สูงที่กระแสคงที่ พฤติกรรมนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าลูปควบคุมของอุปกรณ์ยังคงเสถียรเมื่อทํางานที่อิมพีแดนซ์ที่ต่ํากว่า (เช่น amp บริเวณแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้น) อย่างไรก็ตาม เนื่องจาก IC ใช้แรงดันไฟฟ้าขาเข้าเพื่อค้นหา MPPT แรงดันไฟฟ้าของแผงโซลาร์เซลล์จะลดลงเนื่องจากอิมพีแดนซ์ที่สูงขึ้น (เช่น บริเวณแรงดันไฟฟ้าที่ต่ํากว่า) ซึ่งทําให้ลูปควบคุมไม่เสถียร ในการออกแบบ อินพุตแผงโซลาร์เซลล์ทํางานที่อิมพีแดนซ์สูง (<12 V) เพื่อแก้ไขปัญหานี้ เครือข่าย RC (R4 และ C1) ดังแสดงในรูปที่ 2 ถูกใช้เพื่อแก้ไขความไม่เสถียรของลูปควบคุม โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้สภาพแสงแดดที่แตกต่างกัน สําหรับแผงโซลาร์เซลล์กําลังไฟต่ํา แนะนําให้ใช้ค่าความจุที่สูงขึ้นสําหรับ C1 (ตั้งแต่ 100 μF ถึง 1000 μF) เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพที่แข็งแกร่งของ MPPT.

3. แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสํารอง

เครื่องชาร์จแบตเตอรี่ LTC4162 รองรับการกําหนดค่าเซลล์ลิเธียมไอออนที่เชื่อมต่อซีรีส์ (8S) ได้สูงสุดแปดเซลล์ และมีให้เลือกหลายรุ่นที่ปรับให้เหมาะกับสารเคมีของแบตเตอรี่ที่แตกต่างกัน: LTC4162-L สําหรับลิเธียมไอออน, LTC4162-F สําหรับลิเธียมไอรอนฟอสเฟต (LiFePO₄), และ LTC4162-S สําหรับแบตเตอรี่ตะกั่วกรด ในการออกแบบนี้ เราได้ใช้การรองรับการกําหนดค่าสูงสุด 4S (1S ถึง 4S) ของเซลล์ลิเธียมไอออนแบบเรียงซ้อนดังแสดงในตาราง 1.

การกําหนดค่านี้กําหนดโดยใช้พิน CELLS1 และ CELLS0 ตามแนวทางการแมปที่ให้ไว้ในตาราง 1.

4. ตัวควบคุมการสลับ

เอาต์พุตของ LTC4162-L จะถูกควบคุมผ่านตัวควบคุมการสลับบั๊กบูสต์แบบซิงโครนัส LTC3115-1 เป็นตัวแปลง DC-to-DC แบบซิงโครนัสบั๊กบูสต์แบบเสาหินที่มีประสิทธิภาพสูงซึ่งออกแบบมาสําหรับการใช้งานที่ต้องการช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุตที่กว้างและเสียงรบกวนต่ํา มันทํางานจาก 2.7 V ถึง 40 V และสามารถส่งกระแสไฟต่อเนื่องได้ถึง 2 A ตัวควบคุมการสลับนี้ยังมีแรงดันเอาต์พุตที่ตั้งโปรแกรมได้การเปลี่ยนระหว่างโหมดบั๊กและบูสต์อย่างราบรื่นและคุณสมบัติการป้องกันที่แข็งแกร่งทําให้เหมาะสําหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมและใช้พลังงานจากแบตเตอรี่.

ได้รับเลือกสําหรับการออกแบบนี้เนื่องจากประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมและการทํางานที่มีเสียงรบกวนต่ํา ตัวแปลงสามารถจ่ายไฟได้สูงสุด 2 A เมื่อแรงดันไฟฟ้าขาเข้าเกิน 6 V และ 1 A สําหรับแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า 3.6 V ทําให้สามารถปรับให้เข้ากับสภาวะพลังงานที่แตกต่างกันได้สูง สําหรับการกําหนดค่าแบตเตอรี่ทั้งหมด (1S, 2S, 3S, 4S) มีการกําหนดค่าการล็อกแรงดันต่ํา (UVLO) ผ่านขั้วต่อ ดังแสดงในรูปที่ 2 (ขั้วต่อ J5).

5. เอาต์พุต USB Type-C

เอาต์พุตได้รับการกําหนดค่าด้วย USB Type C ในโหมดไม่จ่ายไฟ (PD) เพื่อชาร์จอุปกรณ์พกพาที่ต้องการเอาต์พุต 5 V ที่มีการควบคุมด้วยกระแสไฟสูงสุด 2 A ตารางที่ 2 อธิบายการเลือกค่าตัวต้านทานสําหรับแหล่งกระแสไฟฟ้าที่แตกต่างกันสําหรับพอร์ต USB.

ประสิทธิภาพของบอร์ดเดี่ยว

บอร์ดได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะให้เป็น PCB 4 ชั้นเพื่อให้แน่ใจว่าการทํางานมีเสถียรภาพ ปราศจากเสียงรบกวน และมีประสิทธิภาพดังแสดงในรูปที่ 3 เลย์เอาต์เป็นไปตามการกําหนดค่า SIG/Power – GND – GND – SIG/Power stack-up และคําแนะนําที่ให้ไว้ในเอกสารข้อมูลสําหรับการจัดวางส่วนประกอบของแต่ละส่วน บอร์ดได้รับพลังงานจากอินพุตสองตัว V1 และ V2 ซึ่งใช้สําหรับชาร์จแบตเตอรี่และจ่ายไฟให้กับโหลด หากแหล่งพลังงานหลักล้มเหลวแผงโซลาร์เซลล์จะเข้ามาแทนที่ในช่วงที่มีแสงแดดเข้มสูงและจ่ายไฟให้กับโหลดขณะชาร์จแบตเตอรี่ ในเวลากลางคืนหรือเมื่อความเข้มของแสงแดดอ่อนและแผงโซลาร์เซลล์ voltage ลดลง ระบบจะตรวจจับสิ่งนี้โดยอัตโนมัติและเปลี่ยนไปใช้พลังงานแบตเตอรี่เพื่อให้โหลดทํางานต่อไป.

สมมติว่าการกําหนดค่าแบตเตอรี่ 1S หากแรงดันแบตเตอรี่ลดลงต่ํากว่า 3.3 V LTC3115-1 จะปิดโดยอัตโนมัติเพื่อป้องกันแบตเตอรี่โดยเปิดใช้งานคุณสมบัติ UVLO กลไกนี้ช่วยป้องกันการคายประจุลึก ซึ่งอาจทําให้แบตเตอรี่เสียหายหรือลดอายุการใช้งานได้ เกณฑ์ UVLO สามารถปรับได้อย่างละเอียดสําหรับการกําหนดค่าแบตเตอรี่แต่ละรายการโดยการเปลี่ยนค่าตัวต้านทาน R7, R19, R27 และ R21 ซึ่งสามารถทําได้โดยใช้สูตร UVLO จากแผ่นข้อมูล LTC3115-1 สิ่งนี้จะช่วยให้สามารถตั้งค่าขีดจํากัดแรงดันไฟฟ้าต่ําสุดได้ต่ําถึง 3.0 V ขึ้นอยู่กับข้อกําหนดของการใช้งาน.

เพื่อป้องกันวงจรจากการเชื่อมต่อแบตเตอรี่ที่ไม่ถูกต้องการป้องกันขั้วย้อนกลับจะใช้ไดโอด (D3) และฟิวส์ (FUSE1) นอกจากนี้ อินพุตยังได้รับการปกป้องเพิ่มเติมจากสถานการณ์แรงดันย้อนกลับโดยไดโอดของร่างกายของ MOSFET Q1, Q4 และ Q3 ซึ่งทําหน้าที่เป็นเกราะป้องกันการไหลของกระแสโดยไม่ได้ตั้งใจ.

พฤติกรรมแบบไดนามิกของระบบภายใต้สภาวะโหลดที่แตกต่างกันแสดงให้เห็นผ่านการตอบสนองขั้นตอนและลักษณะการตอบสนองชั่วคราวดังแสดงในรูปที่ 4 ซึ่งแสดงประสิทธิภาพของลูปควบคุมและประสิทธิภาพของเครือข่ายการชดเชยที่ใช้ในสภาวะการทํางานที่หลากหลาย รูปที่ 5 แสดงพฤติกรรมการสลับลําดับความสําคัญของเอาต์พุต LTC4416 เนื่องจาก V1 ลดลงจากแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นเป็น 15 V เอาต์พุตของอุปกรณ์จะเปลี่ยนเป็น V2 ที่ 8 V ได้อย่างราบรื่น เพื่อให้มั่นใจว่าโหลดเอาต์พุตจะไม่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้า ในขณะเดียวกัน จุดคืนค่า V1 ถูกตั้งค่าเป็น 16.8 V.

การเปรียบเทียบกระดานสาธิตแบบเรียงซ้อนกับกระดานเดียว

ส่วนนี้ให้การเปรียบเทียบที่ครอบคลุมระหว่างการตั้งค่าบอร์ดมัลติเดโมต้นแบบและโซลูชันบอร์ดเดี่ยวที่พัฒนาขึ้นใหม่ ในต้นแบบ การออกแบบใช้บอร์ดสาธิตแยกกันสามบอร์ด: LTC4416 สําหรับการควบคุมเส้นทางพลังงานไดโอดในอุดมคติ LTC4162-L สําหรับการชาร์จแบตเตอรี่ และ การจัดการพลังงานและ ซีเอ็น0509 บอร์ดชาร์จ USB CN0509 มีความโดดเด่นเป็นพิเศษในด้านช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุตที่กว้างตั้งแต่ 5 V ถึง 100 V และความสามารถในการส่งเอาต์พุต 5 V ที่มีการควบคุมที่สูงถึง 2 A มันรวม แอลทีซี7103 ตัวแปลงบั๊กและ แอลที8302 ตัวแปลงฟลายแบ็คแบบแยกเพื่อให้มีการแยกไฟฟ้าระหว่างอินพุตและเอาต์พุต.

ในทางตรงกันข้าม บอร์ดเดี่ยวจะรวมฟังก์ชันเหล่านี้เข้าด้วยกันโดยแทนที่ LTC7103 และ LT8302 ด้วยส่วนประกอบเดียว นั่นคือ LTC3115-1 การเปลี่ยนแปลงนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ ด้วยการปรับปรุงประสิทธิภาพ การลดขนาดทางกายภาพ และรายการวัสดุที่คุ้มค่ายิ่งขึ้น แม้ว่าคุณสมบัติบางอย่าง เช่น เอาต์พุตแบบแยกจะถูกสละ แต่การแลกเปลี่ยนส่งผลให้การออกแบบที่คล่องตัวและใช้งานได้จริงมากขึ้นซึ่งเหมาะสําหรับการใช้งานที่ปรับขนาดได้.

ขนาดกระดานทางกายภาพ

การใช้โซลูชันบอร์ดเดี่ยวช่วยเพิ่มความคล่องตัวในการออกแบบระบบโดยรวมลงอย่างมากโดยลดจํานวนรายการวัสดุ (BOM) ลงประมาณ 30% และขนาดดังแสดงในรูป 6.

นอกจากนี้ ลักษณะที่กะทัดรัดของโซลูชันบอร์ดเดี่ยวยังช่วยให้สถาปัตยกรรมระบบไฟฟ้ามีประสิทธิภาพมากขึ้น ด้วยการรวมฟังก์ชันการทํางานหลายอย่างเข้ากับแพลตฟอร์มแบบครบวงจร การออกแบบจึงประหยัดพื้นที่มากขึ้น สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งในการใช้งานที่มีข้อจํากัดด้านพื้นที่เป็นสิ่งสําคัญ เช่น อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพา.

อย่างมีประสิทธิภาพ

การปรับปรุงที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดอย่างหนึ่งของบอร์ดนี้คือความสามารถในการส่งพลังงานที่มีประสิทธิภาพสูง การจ่ายพลังงานที่เหมาะสมจะช่วยลดการสูญเสียพลังงาน ซึ่งจะสนับสนุนเวลาการทํางานที่ยาวนานขึ้นและประสิทธิภาพการระบายความร้อนที่ดีขึ้น ประสิทธิภาพสูงมีค่าในอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ ซึ่งการอนุรักษ์พลังงานจะแปลโดยตรงถึงวงจรชีวิตของแบตเตอรี่ที่ยาวนานขึ้น ด้วยการลดการสูญเสียพลังงานและเพิ่มการใช้พลังงานให้เกิดประโยชน์สูงสุดโซลูชันบอร์ดเดี่ยวมีบทบาทสําคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพของระบบ รูปที่ 7 แสดงให้เห็นว่าประสิทธิภาพของโซลูชันบอร์ดเดี่ยวมีประสิทธิภาพสูงสุด 92.94% ที่อินพุต 8 V และ 91% ที่ 10 V ในการเปรียบเทียบบอร์ดสาธิตแบบเรียงซ้อนต้นแบบมีประสิทธิภาพสูงสุดเพียง 73.79% ที่อินพุต 10 V ประสิทธิภาพต่ําของบอร์ดสาธิตแบบเรียงซ้อนต้นแบบนั้นชัดเจนเนื่องจากการสูญเสียพลังงานในสายเคเบิลที่ใช้เชื่อมต่อบอร์ดหลายบอร์ด รวมถึงการสูญเสียในส่วนตัวแปลงฟลายแบ็ค.

รูปที่ 7 การควบคุมและประสิทธิภาพของกระแสไฟขาออก (บอร์ดเดี่ยวเทียบกับบอร์ดสาธิตแบบเรียงซ้อนต้นแบบ).

เมื่อแหล่งอินพุตทั้งสองล้มเหลว แบตเตอรี่จะจ่ายไฟให้กับโหลดโดยอัตโนมัติ การใช้การกําหนดค่าแบตเตอรี่ 2S ที่มีแรงดันไฟฟ้าเล็กน้อย 7.4 V โซลูชันบอร์ดเดี่ยวมีประสิทธิภาพสูงสุด 94.52% เทียบกับ 77.12% สําหรับบอร์ดสาธิตแบบเรียงซ้อนต้นแบบ สิ่งนี้บ่งชี้ว่าการออกแบบบอร์ดเดี่ยวช่วยประหยัดพลังงานแบตเตอรี่ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นระหว่างการทํางานของระบบดังแสดงในรูป 7.

จากโซลูชันที่ปรับให้เหมาะสมกับบอร์ดเดี่ยวกระแสไฟขาออกสูงสุด 2 A ทําได้จากแรงดันไฟฟ้าอินพุต 6 V ในขณะที่ในบอร์ดต้นแบบก่อนหน้านี้กระแสไฟสูงสุด 2 A ทําได้จาก 12 V ดังแสดงในรูป 7.

สรุป

โซลูชันพาวเวอร์แบงค์บอร์ดเดี่ยวขนาดกะทัดรัดและบูรณาการได้รับการพัฒนาโดยใช้ส่วนประกอบ ADI การออกแบบที่ประณีตนี้มีเลย์เอาต์ที่คล่องตัวซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมและลดรอยเท้าทางกายภาพ สถาปัตยกรรมมีความหลากหลายและปรับเปลี่ยนได้ จึงเหมาะสําหรับการใช้งานที่หลากหลายที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ รองรับการจัดการเส้นทางพลังงานอัจฉริยะ ซึ่งจะช่วยยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่.

แนวคิดนี้สามารถใช้ในระบบยานยนต์แบบฝังตัวเพื่อรวมอินพุตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์กับแหล่งจ่ายไฟอื่นๆ และแบตเตอรี่สํารองในการผลิตขนาดใหญ่ ในการกําหนดค่าดังกล่าว ผลิตภัณฑ์ ADI ที่ต้องการพลังงานสูง เช่น แอลทีซี4020 สามารถใช้ได้.