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市面上移動電源中常使用2個電感，其中充電電路中，充電過程需要一個電感，Boost電路放電過程中也需要一個電感。充電電路的工作過程是通過5V的交流適配器給移動電源內(nèi)部的鋰電池充電;而Boost電路工作過程是將移動電源內(nèi)部鋰電池升壓到5V進(jìn)行輸出，從而給移動設(shè)備供電。但在移動電源實際工作中這兩種電路通常情況不需要同時工作，也就是工作中兩個電感只有一個電感處于工作狀態(tài)，兩個環(huán)路只需要一個工作。 1.芯片工作原理 本文提出了一種單電感移動電源的方案，這樣不僅利于移動電源節(jié)省器件成本，還可節(jié)省設(shè)備體積，便于移動電源更小型化。使設(shè)備穩(wěn)定性更高，單電感移動電源電路如圖1所示： 圖1 電路中芯片工作電路 MT2011是來頡科技設(shè)計的一款高效率大電流單串聯(lián)鋰電池充電控制器。它支持4.5V~6.5V輸入電壓，輸出電壓可以跟隨鋰電池電壓，最大2A的充電電流，使用了高效率的同步整流結(jié)構(gòu)，適合應(yīng)用于便攜式充電設(shè)備和移動電源充電。整合電流采樣電阻、高精度的電流與電壓管理電路、滿電自動停止充電。MT2011工作頻率為1.5MHz，使用同步整流結(jié)構(gòu)，效率高達(dá)93%.帶有充電電流軟啟動、防反相電流二極管、充電電流采樣等功能，并帶有完善的輸出短路保護(hù)和過溫保護(hù)功能。 MT5036是來頡科技設(shè)計的一款95%高效的800KHz同步升壓轉(zhuǎn)換器，它為單節(jié)鋰電池或多節(jié)鋰電池組并聯(lián)提供了良好的供電解決方案。轉(zhuǎn)換器通過設(shè)置芯片外部FB分壓電阻或使用內(nèi)部FB分壓電阻來獲得一個穩(wěn)定輸出電壓。芯片轉(zhuǎn)換效率非常高，能提供足夠的負(fù)載電流，當(dāng)供電電壓下降到3V時，仍能在輸出電壓為5V時，輸出3A的負(fù)載電流，電感中的峰值電流被限制在6.6A.MT5036工作頻率可達(dá)800KHz，這使得電感和輸出電容都可以不用太大，并且?guī)в休p載PSM功能，可以保證芯片在全負(fù)載范圍內(nèi)保持較高的轉(zhuǎn)換效率。擁有60uA的靜態(tài)電流，可以大大提高鋰電池的壽命，帶有低EMI工作模式，斷續(xù)工作時，可以有效減少振鈴，轉(zhuǎn)換器可以避免電池過放電，在關(guān)斷時負(fù)載可以完全與電池斷開。 SN8P2711是一顆采用高速低功耗CMOS工藝設(shè)計開發(fā)的8位高性能精簡指令單片機(jī)，內(nèi)部有1K×16位一次性編程ROM(OTP-ROM)，64K×8位的數(shù)據(jù)寄存器(RAM)，三個雙向I/O口，兩個8位定時器/計數(shù)器，兩個PWM/Buzzer模塊，多個系統(tǒng)時鐘，四種系統(tǒng)工作模式，一個五信道的十二位模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及五個中斷源。這款單片機(jī)可以廣泛應(yīng)用于測量、電機(jī)控制、工業(yè)控制、家電玩具類產(chǎn)品等。 隨電池電壓可變的占空比可以保持系統(tǒng)在輸入輸出范圍內(nèi)工作都是穩(wěn)定的，如圖3所示。SW占空比可以保持D=VOUT/VIN.整個系統(tǒng)是穩(wěn)定的由圖4可知，2A的負(fù)載跳變會引起低于100mV的輸出變化，為2%變化率，在移動電源芯片中表現(xiàn)是很好的。 在充電過程中，最高效率可以達(dá)到92%;在放電過程中，最高效率可以達(dá)到96%.所以用MT2011和MT5036兩款電源芯片可以使整體設(shè)備保持很高的效率。在芯片處于待命狀態(tài)工作時，靜態(tài)電流可以低達(dá)40uA，也就是說處于待命狀態(tài)180000小時，才會消耗行動電源25%的電量，所以，系統(tǒng)可以保持很長的壽命。 4.結(jié)論 在這篇文章中，通過對來頡科技兩款電源芯片的介紹和對整體電路工作狀態(tài)的介紹，描述了一種低靜態(tài)電流的充電升壓單電感應(yīng)用的移動電源設(shè)計方案。 系統(tǒng)可以在單電感(低成本)情況下，保持移動電源系統(tǒng)穩(wěn)定工作。并且可以保持高達(dá)96%的放電效率。40uA級別的低靜態(tài)電流使得行動電源擁有超長的壽命。此文介紹的單電感移動電源還帶有插入用電器自啟動功能，并且2A負(fù)載跳變(ipad插入或拔出)能夠保持在2%輸出精度。 |
