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，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，您可能會發(fā)現(xiàn)還有很多其它子系統(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。
TI《在移動電源中實現(xiàn)輸出電流感測和限制以及插件檢測的參考設計(PMP9776)》一文解釋說明了在所有組件一起工作的情況下，完備移動電源解決方案的工作原理。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換器，其作用是將電池電壓轉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(由于轉換的功率損耗)。2.5mm×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™微控制器(MCU)，其作為內務處理型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)轉換器(ADC)測量電池電壓和溫度。然后，MCU驅動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，可滿足您的各種需求。查看測試報告了解更多詳細信息、波形和解釋。
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