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)用性和較好的市場前景。

輸入選擇電路模塊

輸入選擇電路用以實(shí)現(xiàn)對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，采用低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)對電池輸出電壓進(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。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)通過鋰電池充電電路對鋰電池進(jìn)行充電;沒有外接電源時(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工藝庫仿真，功耗小于21 mW，頻響曲線接近理想狀態(tài)。