單板智慧型行動電源內建了哪些保護與效能功能?

圖 3 所示的電路板採用 4 層 PCB 設計(訊號/電源 – 接地 – 接地 – 訊號/電源),以確保穩定且低雜訊的性能。

圖 3. 經過運作與測試的單板解決方案。

此設計包含 欠壓鎖定(UVLO) 功能,用於防止電池過度放電(過度放電可能損壞電池或縮短其使用壽命)。

以單節電池(1S)配置為例,當電池電壓低於 3.3 V 時,LTC3115-1 會自動關閉,以透過 UVLO 功能保護電池。

為了防止電池接反造成損壞,電路採用二極體(D3)與保險絲(FUSE1)來實現反向極性保護。此外,MOSFET Q1、Q4 與 Q3 的本體二極體也提供額外防護,可避免因反向電壓導致非預期電流流動。

圖 4. 階躍與暫態響應分析。

此系統針對強健的暫態與階躍響應進行最佳化,使其即使在動態負載條件下仍能保持穩定運作。

圖 5 顯示當 V1 電壓從較高值下降至 15 V 時,LTC4416 輸出的優先切換行為。裝置會在 8 V 時平順地切換至 V2,確保輸出負載在電壓變化過程中不受影響。同時,V1 的恢復門檻設定在 16.8 V。

圖 5. LTC4416 在固定輸出負載電壓下,由 V1(15 V)切換至 V2(8 V)的優先切換(固定 VOUT = 5 V;負載電流 = 1 A,R1 = 281 kΩ,R3 = 24.9 kΩ)。

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