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ChipON-KungFu移動(dòng)電源板評(píng)測(cè)

ChipON 芯旺微 KungFu 移動(dòng)電源 KP-DBGR-HW

2016-08-30
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作者：高揚(yáng)
來(lái)源：21ic

[導(dǎo)讀]
KungFu是由上海芯旺微(ChipON)自主架構(gòu)開(kāi)發(fā)的8位MCU，與當(dāng)前的8位單片機(jī)相比，KF8通過(guò)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，提高了代碼密度并簡(jiǎn)化程序設(shè)計(jì)。KungFu移動(dòng)電源板就是基于此芯片設(shè)計(jì)的一種移動(dòng)電源的參考解決方案，下面讓我們一起來(lái)看看吧

1.5 DEMO測(cè)試

我們將5V 2A的手機(jī)充電器連接到電源板上，測(cè)量對(duì)電池輸出接口的電壓波形。通道1我們測(cè)量的是輸入電壓顯示為5V，輸出波形為鋸齒波，顯示大概在4V到4.2V直間的鋸齒波。

為什么會(huì)是在這個(gè)波動(dòng)范圍的鋸齒波呢，我們查閱有關(guān)資料知道：鋰離子電池標(biāo)稱(chēng)電壓3.7V(3.6V),充電截止電壓4.2V。

對(duì)鋰離子電池充電要求(GB/T18287 2000規(guī)范)：首先恒流充電，即電流一定，而電池電壓隨著充電過(guò)程逐步升高，當(dāng)電池端電壓達(dá)到4.2V,改恒流充電為恒壓充電，即電壓一定，電流根據(jù)電芯的飽和程度，隨著充電過(guò)程的繼續(xù)逐步減小，當(dāng)減小到0.01C時(shí)，認(rèn)為充電終止。這符合國(guó)家的有關(guān)規(guī)定，而且在這個(gè)范圍內(nèi)是充電速度最快，且對(duì)電池壽命保護(hù)最好的一個(gè)范圍。

接下來(lái)我們對(duì)幾個(gè)簡(jiǎn)單的功能進(jìn)行說(shuō)明：

l 充電過(guò)程，指示LED燈會(huì)根據(jù)充電進(jìn)度進(jìn)行閃爍，充滿(mǎn)全亮。

l 放電過(guò)程，指示燈常亮，亮燈數(shù)指示電池當(dāng)前電量，低電量時(shí)LED1會(huì)閃爍指示為低電量狀態(tài)。

l 按鍵短按為開(kāi)機(jī)，長(zhǎng)按2S為關(guān)機(jī)，開(kāi)機(jī)后，充電放電接口無(wú)設(shè)備插入，30S后會(huì)自動(dòng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。

l 短路保護(hù)電壓為4A，移動(dòng)電源充電過(guò)程，對(duì)輸出的正負(fù)極短路，電路不會(huì)出現(xiàn)故障。

1.6技術(shù)分析

移動(dòng)電源其實(shí)就是一個(gè)3.7V鋰電池管理的小系統(tǒng)，通過(guò)控制板讓鋰電池電能輸送給手機(jī)、平板電能、數(shù)碼相機(jī)等等電子設(shè)備，同時(shí)也能夠接受適配器給電池的能量傳輸存儲(chǔ)為電池能量的過(guò)程。那么移動(dòng)電源控制需要哪些電路來(lái)實(shí)現(xiàn)呢?

1. 首先3.7V鋰電池?zé)o法直接對(duì)5V輸入的手機(jī)等設(shè)備供電，需要將3.7V提高到5V輸出，這就需要一個(gè)升壓BOOST電路實(shí)現(xiàn)該功能。并且需要控制輸出電流和電壓穩(wěn)定性等參數(shù)。

2. 5V的適配器也無(wú)法直接給3.7V鋰電池輸送能量，需要將5V輸入降壓到適合鋰電池充電的電壓，并且提高較為恒定電流，這就需要一個(gè)降壓的BUCK電路。需要有恒定電流控制，并且控制鋰電池充電電壓不高于鋰電池的安全電壓值。

3. 鋰電池的電量指示，相當(dāng)于用戶(hù)的UI界面，為用戶(hù)提示鋰電池的能量信息。

根據(jù)這項(xiàng)基本要數(shù)，我們來(lái)分析下，設(shè)計(jì)一個(gè)三合一軟件移動(dòng)電源，MCU需要哪些資源。

1) MCU基本的數(shù)字輸入輸出、中斷、定時(shí)器等等基本資源

2) 模數(shù)轉(zhuǎn)換AD，AD轉(zhuǎn)換的位數(shù)越高，那么電壓電流信號(hào)處理的越精準(zhǔn)

3) BOOST和BUCK電路設(shè)計(jì)，為了提高轉(zhuǎn)換效率，需要可以半橋互補(bǔ)輸出的PWM，并且PWM的時(shí)鐘源頻率越快調(diào)節(jié)的精度也越高

4) 內(nèi)部LDO參考，LDO電壓越低，精度越高，處理小信號(hào)的能力越強(qiáng)

5) 低功耗，MCU能有休眠和喚醒機(jī)制，有助于降低移動(dòng)電源自身的能量損耗。

6) 最好程序存儲(chǔ)是可以隨時(shí)擦寫(xiě)的FALSH

7) 較為實(shí)惠的價(jià)格，也就是性?xún)r(jià)比

對(duì)照這些資源我們看看CHipON單片機(jī)的資源哪些可以符合。我們反序進(jìn)行對(duì)比。