一體式完備的移動電源解決方案設計
發布時間: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、一個升壓轉換器(采用不同的電池電壓,並在輸出端提供5V穩定電壓)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,你會發現還有很多其它子係統。
可能會發現的其它子係統:顯示電池電量狀態的發光二極管(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製。整個係統很快變得複雜起來,許多不同的集成電路(IC)必須共同協作。
圖1為框圖,而圖2展示了形狀係數優化的印刷電路板(PCB)。讓我們一起來看看其測試報告中這款參考設計的各方麵說明。

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係數
移動電源的核心是升壓轉換器,其作用是將電池電壓轉換為用於便攜式設備的5V。參考設計使用高度集成的TPS61236同步升壓轉換器以超過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,並盡可能降低移動電源相對應的溫升幅度(由於轉換的功率損耗)。2.5mm&TImes;2.5mm規格的集成電路實現了較小的總形狀係數,允許使用容量更大的電池。
最後,TPS61236還有恒定電流(CC)輸(shu)出(chu)功(gong)能(neng),這(zhe)在(zai)負(fu)荷(he)試(shi)圖(tu)汲(ji)取(qu)過(guo)多(duo)電(dian)流(liu)的(de)移(yi)動(dong)電(dian)源(yuan)中(zhong)尤(you)其(qi)有(you)用(yong)。恒(heng)定(ding)電(dian)流(liu)輸(shu)出(chu)功(gong)能(neng)在(zai)安(an)全(quan)電(dian)流(liu)條(tiao)件(jian)下(xia)保(bao)持(chi)運(yun)行(xing),並(bing)防(fang)止(zhi)由(you)其(qi)他(ta)限(xian)流(liu)措(cuo)施(shi)造(zao)成(cheng)溫(wen)度(du)過(guo)高(gao)的(de)現(xian)象(xiang)。
管理移動電源子係統的活動對保持電池的能級至關重要,避免將其浪費在內部功能上。該參考設計中包含一個MSP430?微控製器(MCU),其作為內務處理型MCU,用來優化移動電源的功耗。當MCU檢測負荷較低時,它會關閉大部分子係統;待機狀態下,移動電源僅消耗22mA電量。為防止電池出現高放電電流,MCU會調整限流。當負荷電流發生變化時,MCU還會對輸出電壓做出小幅調整,從而提供一個穩壓良好的輸出。最後,MCU通過其集成的模數轉換器(ADC)測量電池電壓和溫度。然後,MCU驅動LED來顯示電池電壓並監視溫度,以保持移動電源處於安全工作範圍。
TPS2514A USB充電端口控製器可以在各種各樣的USB充電協議下工作,用於調解便攜式設備的D +/ D-線路,以正確檢測設備,並為設備充電。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,便實現了一體式完備的移動電源設計,可滿足各種需求。
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