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ChipON-KungFu移動電源板評測

  • 作者：高揚
  • 來源：21ic
  • [導(dǎo)讀]
  • KungFu是由上海芯旺微(ChipON)自主架構(gòu)開發(fā)的8位MCU，與當前的8位單片機相比，KF8通過結(jié)構(gòu)的改進，提高了代碼密度并簡化程序設(shè)計。KungFu移動電源板就是基于此芯片設(shè)計的一種移動電源的參考解決方案，下面讓我們一起來看看吧

1.5 DEMO測試

我們將5V 2A的手機充電器連接到電源板上，測量對電池輸出接口的電壓波形。通道1我們測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。

8.jpg

為什么會是在這個波動范圍的鋸齒波呢，我們查閱有關(guān)資料知道：鋰離子電池標稱電壓3.7V(3.6V),充電截止電壓4.2V。

對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程逐步升高，當電池端電壓達到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，隨著充電過程的繼續(xù)逐步減小，當減小到0.01C時，認為充電終止。這符合國家的有關(guān)規(guī)定，而且在這個范圍內(nèi)是充電速度最快，且對電池壽命保護最好的一個范圍。

接下來我們對幾個簡單的功能進行說明：

l 充電過程，指示LED燈會根據(jù)充電進度進行閃爍，充滿全亮。

l 放電過程，指示燈常亮，亮燈數(shù)指示電池當前電量，低電量時LED1會閃爍指示為低電量狀態(tài)。

l 按鍵短按為開機，長按2S為關(guān)機，開機后，充電放電接口無設(shè)備插入，30S后會自動進入待機狀態(tài)。

l 短路保護電壓為4A，移動電源充電過程，對輸出的正負極短路，電路不會出現(xiàn)故障。

1.6技術(shù)分析

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

1. 首先3.7V鋰電池?zé)o法直接對5V輸入的手機等設(shè)備供電，需要將3.7V提高到5V輸出，這就需要一個升壓BOOST電路實現(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，相當于用戶的UI界面，為用戶提示鋰電池的能量信息。

根據(jù)這項基本要數(shù)，我們來分析下，設(shè)計一個三合一軟件移動電源，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，那么電壓電流信號處理的越精準

3) BOOST和BUCK電路設(shè)計，為了提高轉(zhuǎn)換效率，需要可以半橋互補輸出的PWM，并且PWM的時鐘源頻率越快調(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，處理小信號的能力越強

5) 低功耗，MCU能有休眠和喚醒機制，有助于降低移動電源自身的能量損耗。

6) 最好程序存儲是可以隨時擦寫的FALSH

7) 較為實惠的價格，也就是性價比

對照這些資源我們看看CHipON單片機的資源哪些可以符合。我們反序進行對比。

1) ChipON較為實惠的芯片為V系列芯片，例如KF8VXXX

2) ChipON的芯片全部都是flash的

3) ChipON芯片的休眠功耗低于2uA，多種外部條件喚醒，電平變化中斷，外部沿變中斷…

4) ChipON 芯片KF8VXXX內(nèi)部自帶1.7V ±1%誤差的LDO，可以作為AD的參考基準

5) ChipON芯片KF8V216/218都配備增強型PWM最高32M震蕩時鐘頻率，可以單獨、半橋、全橋、等輸出方式。

6) ChipON芯片配有12位的AD資源

7) KF8V216/218封裝有SOP14 SOP16 SSOP20

因此作為一款移動電源的控制電板主控必備的條件，ChipON芯片KF8Vxxx均可以完美勝任。

1.7小結(jié)

下面結(jié)合官方的介紹來說明一下采用ChipON的移動電源方案有哪些優(yōu)點。

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功能總結(jié)：

l 電池板的充電接口(micro-USB)和放電接口(雙USB接口)均為5V/2A設(shè)計，其中雙USB對外充電接口為并聯(lián)，總共輸出能力是5V/2A;

l B+,B-(正、負極)為對內(nèi)部電3.7V鋰電池充電接口;

l 單擊電源板按鍵為開啟電源板輸出功能;

l 長按2S可以關(guān)閉電源板輸出，進入休眠狀態(tài);

l 手機設(shè)備、或者充電設(shè)備插入USB(指的是大小USB接口)均可以將電源板從休眠中喚醒;

l 充電口最大充電電流為2A，可以向下兼容。

1.8部分測試數(shù)據(jù)

 

11111.jpg

22222.jpg

 

1.9相關(guān)資料下載

官方資料下載地址

移動電源板資料：

http://www.chipon-ic.com/application-show.asp?tid=5&id=4

仿真器資料：

http://www.chipon-ic.com/DevTool-show.asp?tid=3&id=10

開發(fā)軟件下載地址：

http://www.chipon-ic.com/Development-Tools.asp?tid=1

本文系21ic原創(chuàng)，未經(jīng)許可禁止轉(zhuǎn)載

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