便攜式設(shè)備充電電源電路設(shè)計(jì)
本文介紹一種通用性較強(qiáng)、成本低廉的便攜式電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作。該系統(tǒng)具有兩種供電模式,可采用外接電源供電,也可由內(nèi)置鋰電池供電,系統(tǒng)最終輸出電壓均為3V,兩者同時(shí)存在時(shí),優(yōu)先選擇外接電源供電。具有兩種外接電源接口,電源適配器和USB 接口,兩者同時(shí)使用時(shí),電源適配器具有優(yōu)先權(quán)。本系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于各種便攜式設(shè)備,有較強(qiáng)的實(shí)用性和較好的市場(chǎng)前景。
輸入選擇電路模塊
輸入選擇電路用以實(shí)現(xiàn)對(duì)外接供電電源的選擇,本設(shè)計(jì)中采用目前主流的USB供電以及電源適配器供電兩種方式,以適應(yīng)不同的供電環(huán)境,外接電源的供電電壓需在4.5V~6V之間,當(dāng)兩者共同存在時(shí),適配器具有優(yōu)先權(quán),具體實(shí)現(xiàn)方法如圖1,分以下三種情況:
圖1 輸入選擇電路
●只有電源適配器供電,PMOS管截止,輸入電壓經(jīng)D1 降壓后,給后級(jí)電路供電,D1采用肖特基二極管,導(dǎo)通壓降約為0.3V;
●只有USB 供電,PMOS管導(dǎo)通,D1用于防止USB接口通過(guò)電阻R2消耗電能;
●兩者同時(shí)存在,PMOS管截止,電源適配器輸入電壓經(jīng)D1降壓后,給后級(jí)電路供電。
鋰電池充電管理電路模塊
鋰電池充電電路采用CN3052鋰電池充電芯片,CN3052可以對(duì)單節(jié)鋰電池進(jìn)行恒流或恒壓充電,只需要極少的外圍元器件,可編程設(shè)定充電電流,恒壓充電電壓為4.2V。并且符合USB 總線技術(shù)規(guī)范,非常適合于便攜式應(yīng)用的領(lǐng)域。應(yīng)用電路如圖4只需要很少的外部元件,輸出電壓4.2V,精度可達(dá)1% ,CE為芯片使能端,高電平有效。綠色LED用于指示電池是否處于故障狀態(tài),紅色LED用于指示是否處于充電狀態(tài)。本設(shè)計(jì)中TEMP管腳接到地,未使用溫度檢測(cè)功能。R4 用于設(shè)定恒流充電電流。設(shè)計(jì)中R4 為10KΩ,充電電流為180mA。
圖2 鋰電池充電管理電路
電池輸出穩(wěn)壓電路模塊
因鋰電池電量不同時(shí),輸出電壓可在大約3.5~4.3V之間變動(dòng),采用低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)對(duì)電池輸出電壓進(jìn)行穩(wěn)壓,經(jīng)穩(wěn)壓后輸出恒定的3.3V 電壓,本設(shè)計(jì)采用TPS76333 穩(wěn)壓芯片,只需極少的外圍元件,使用方便,此穩(wěn)壓芯片最大可輸出150mA 電流。電路圖如圖5所示。
圖3 電池穩(wěn)壓電路
外接電源穩(wěn)壓電路模塊
因電池供電時(shí),經(jīng)LDO電路穩(wěn)壓后,輸出電流有限,當(dāng)有外接電源時(shí),穩(wěn)壓方式采用SPX1117-3.3V穩(wěn)壓器進(jìn)行穩(wěn)壓,輸出電流可達(dá)800mA。交流電經(jīng)過(guò)整流可以變成直流電,但是它的電壓是不穩(wěn)定的:供電電壓的變化或用電電流的變化,都能引起電源電壓的波動(dòng)。要獲得穩(wěn)定不變的直流電源,還必須再增加穩(wěn)壓電路。電路圖如圖6 所示。
圖4 外接電源穩(wěn)壓電路
系統(tǒng)整體電路模塊
系統(tǒng)整體電路如圖所示。由輸入選擇電路選擇外接電源的供電方式,電源輸入的電壓值為4.5~6 伏,有外接電源時(shí),直接經(jīng)3.3V 穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后輸出,如果電池電量不足時(shí),同時(shí)通過(guò)鋰電池充電電路對(duì)鋰電池進(jìn)行充電;沒(méi)有外接電源時(shí),由鋰電池供電,經(jīng)3.3V低壓差線性穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后輸出,供電選擇電路根據(jù)是否有外接電源,選擇由外接電源供電或者鋰電池供電。
圖5 整體電路
點(diǎn)評(píng)分析:
系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了一種全集成可變帶寬中頻寬帶低通濾波器,討論分析了跨導(dǎo)放大器-電容(OTA-C)連續(xù)時(shí)間型濾波器的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)和具體實(shí)現(xiàn),使用外部可編程電路對(duì)所設(shè)計(jì)濾波器帶寬進(jìn)行控制,并利用ADS軟件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明,該濾波器帶寬的可調(diào)范圍為1~26 MHz,阻帶抑制率大于35 dB,帶內(nèi)波紋小于0.5 dB,采用1.8 V電源,TSMC 0.18μm CMOS工藝庫(kù)仿真,功耗小于21 mW,頻響曲線接近理想狀態(tài)。