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一體式完備的移動電源解決方案設計

發(fā)布時間:2016-09-26 責任編輯:susan

【導讀】移動電源看似非常簡單,就是由一個單電芯鋰電池、一個升壓轉(zhuǎn)換器(采用不同的電池電壓,并在輸出端提供5V穩(wěn)定電壓)和一個連接充電便攜設備的USB端口組成。仔細觀察一下典型的移動電源,你會發(fā)現(xiàn)還有很多其它子系統(tǒng)。

可能會發(fā)現(xiàn)的其它子系統(tǒng):顯示電池電量狀態(tài)的發(fā)光二極管(LED)、在D +/ D-線路上與便攜式設備通信的裝置,或進行過熱、過流檢測的故障保護機制。整個系統(tǒng)很快變得復雜起來,許多不同的集成電路(IC)必須共同協(xié)作。
  
圖1為框圖,而圖2展示了形狀系數(shù)優(yōu)化的印刷電路板(PCB)。讓我們一起來看看其測試報告中這款參考設計的各方面說明。
 
圖1:PMP9776 TI Design移動電源框圖
 
圖2:完備的PMP9776 TI Design解決方案尺寸非常小,且極易匹配移動電源的形狀系數(shù)
  
移動電源的核心是升壓轉(zhuǎn)換器,其作用是將電池電壓轉(zhuǎn)換為用于便攜式設備的5V。參考設計使用高度集成的TPS61236同步升壓轉(zhuǎn)換器以超過95%的功率向便攜式設備提供高達2.4A的電源。如此高的功率確保該便攜式設備可接收幾乎所有的儲存電能,并盡可能降低移動電源相對應的溫升幅度(由于轉(zhuǎn)換的功率損耗)。2.5mm&TImes;2.5mm規(guī)格的集成電路實現(xiàn)了較小的總形狀系數(shù),允許使用容量更大的電池。
 
最后,TPS61236還有恒定電流(CC)輸出功能,這在負荷試圖汲取過多電流的移動電源中尤其有用。恒定電流輸出功能在安全電流條件下保持運行,并防止由其他限流措施造成溫度過高的現(xiàn)象。
  
管理移動電源子系統(tǒng)的活動對保持電池的能級至關(guān)重要,避免將其浪費在內(nèi)部功能上。該參考設計中包含一個MSP430?微控制器(MCU),其作為內(nèi)務處理型MCU,用來優(yōu)化移動電源的功耗。當MCU檢測負荷較低時,它會關(guān)閉大部分子系統(tǒng);待機狀態(tài)下,移動電源僅消耗22mA電量。為防止電池出現(xiàn)高放電電流,MCU會調(diào)整限流。當負荷電流發(fā)生變化時,MCU還會對輸出電壓做出小幅調(diào)整,從而提供一個穩(wěn)壓良好的輸出。最后,MCU通過其集成的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)測量電池電壓和溫度。然后,MCU驅(qū)動LED來顯示電池電壓并監(jiān)視溫度,以保持移動電源處于安全工作范圍。
  
TPS2514A USB充電端口控制器可以在各種各樣的USB充電協(xié)議下工作,用于調(diào)解便攜式設備的D +/ D-線路,以正確檢測設備,并為設備充電。其采用小形晶體管(SOT)-23封裝,使得集成電路具有簡單而又廉價的特性,可以完成這一重要任務。
  
如此一來,便實現(xiàn)了一體式完備的移動電源設計,可滿足各種需求。

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