众所周知,现在的电源系统功能越来越多、性能也越来越强。从最传统的给电子设备充电的电源,到后来,电子设备通过 OTG 功能也可以反向给一些电子设备充电,后面又有无线充电,反向无线充电,总之电源管理越加复杂,但是,是否能靠一个芯片就搞定多种复杂的功能呢,有这样的电源管理芯片吗?

 

本期明星开发板就来探讨这么一块开发板——QorvoACT2861EVK1-201 电源评估板。基于 ACT2861 的电源管理芯片,这是一款支持 OTG,并且可以通过图形界面实现完全可编程的电源评估板,我们可以访问每个转换器的输入和输出电压以及所有数字控制信号,这样即可让用户灵活地配置评估板以匹配其实际的系统。Qorvo ACT2861 是一款带有 4 个集成 MOSFET 的 buck-boost 充电器。该降压 - 升压充电器可提供高效率、低元件数、紧凑型解决方案,适用于 2 至 5 节电池充电应用 . 先进的开关控制算法允许 buck-boost 变换器在输入电压高于、低于或等于输出电压时保持输出电压调节。

 

 

ACT2861EVK1-201 电源评估板参数:

  • 支持 4~29V 的直流输入电压,3A 的最大输入电流
  • 支持 0~8.4V 的直流输出,3A 的最大输出电流

 

虽然作为一款多功能的电源评估板,但是 ACT2861EVK1-201 在电路设计上相对而言非常简洁,硬件组成很“纯粹”。板子上的器件大多采用了伍尔特电子的元器件,像 XHMI 电感器、铝电解电容器、LED、机械开关、一些陶瓷电容器等等,当然,核心是中间的这颗强大的电源管理 IC,Qorvo ACT2861QI

 

 

Qorvo ACT2861QI 特性:

  • 支持 3.9V~29V 的输入电压,适用于 2 至 5 节电池充电应用
  • 支持 OTG 功能(5~22.5V 的输入电压)
  • 支持宽输出电压,并且支持像 QC3.0,USB PD PPS
  • 可编程频率 125kHz、250kHz、500kHz、1MHz
  • 在 ship 模式下的漏电流小于 5 微安
  • 集成电压和电流监测、热调节和保护
  • 采用 4*4mm 的 QFN 封装

 

此外,ACT2861QI 还有一个比较重要的点,就是这颗芯片的四种内部状态模式,可以参考下面张图。

 

 

SHIP 模式,也就是最低功耗的模式,这颗芯片总是从这个模式开始启动,主要是用于减少电池的漏电流。

HIZ 模式,这个模式同样是低功耗模式,但是,不同于 SHIP 模式,这个模式下开关转换器不工作,最简单的理解就是你就认为电源是断开的。但是 I2C 和 IC 的配置是可以被更改的,而且这个模式你也可以看成是一个中间模式,从 SHIP 模式到充电模式或者 OTG 模式的必经模式。

充电模式和 OTG 模式都是这个电源芯片的常态模式,至于到底进入哪个模式就是取决于 HIZ 模式下的配置,这关系到外部电压,充电使能信号,nOTG 信号。

 

总之,这颗电源管理 IC 的功能很强大,可以提供高效率、低元件数、紧凑型解决方案,比如说多节电池充电器、车载充电器、移动电源、24V 工业应用、DC UPS 和太阳能供电设备等。

 

了解了 ACT2861EVK1-201 电源评估板的基本硬件后,它实际表现如何呢?我们准备了一个数字直流电源,一个示波器,一个万用表,本次实验测试的电源板一块,USB 转 I2C 的 Dongle 一个,一块锂电池负载,一款不知名的小板子做个备胎负载。

 

 

然后用打破极限的方式,暴力测试这款灵活可编程、支持 OTG 充电方案的 ACT2861EVK1-201 评估板在正常充电模式以及 OTG 模式下的输入输出、测试软件编程对电源系统的配置情况等,电源板实际测试的性能表现可以观看本期的明星开发板视频。