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完备的移动电源解决方案分析

导读: TI《在移动电源中实现输出电流感测和限制以及插件检测的参考设计(PMP9776)》一文解释说明了在所有组件一起工作的情况下,完备移动电源解决方案的工作原理。

  移动电源看似非常简单,就是由一个单电芯锂电池、一个升压转换器(采用不同的电池电压,并在输出端提供5V稳定电压)和一个连接充电便携设备的USB端口组成。仔细观察一下典型的移动电源,您可能会发现还有很多其它子系统:显示电池电量状态的发光二极管(LED)、在D +/ D-线路上与便携式设备通信的装置,或进行过热、过流检测的故障保护机制。整个系统很快变得复杂起来,许多不同的集成电路(IC)必须共同协作。

  TI《在移动电源中实现输出电流感测和限制以及插件检测的参考设计(PMP9776)》一文解释说明了在所有组件一起工作的情况下,完备移动电源解决方案的工作原理。图1为框图,而图2展示了形状系数优化的印刷电路板(PCB)。让我们一起来看看其测试报告中这款参考设计的各方面说明。

  图1:PMP9776 TI Design移动电源框图

  图2:完备的PMP9776 TI Design解决方案尺寸非常小,且极易匹配移动电源的形状系数

  移动电源的核心是升压转换器,其作用是将电池电压转换为用于便携式设备的5V。参考设计使用高度集成的TPS61236同步升压转换器以超过95%的功率向便携式设备提供高达2.4A的电源。如此高的功率确保该便携式设备可接收几乎所有的储存电能,并尽可能降低移动电源相对应的温升幅度(由于转换的功率损耗)。2.5mm&TImes;2.5mm规格的集成电路实现了较小的总形状系数,允许使用容量更大的电池。最后,TPS61236还有恒定电流(CC)输出功能,这在负荷试图汲取过多电流的移动电源中尤其有用。恒定电流输出功能在安全电流条件下保持运行,并防止由其他限流措施造成温度过高的现象。

  管理移动电源子系统的活动对保持电池的能级至关重要,避免将其浪费在内部功能上。该参考设计中包含一个MSP430?微控制器(MCU),其作为内务处理型MCU,用来优化移动电源的功耗。当MCU检测负荷较低时,它会关闭大部分子系统;待机状态下,移动电源仅消耗22mA电量。为防止电池出现高放电电流,MCU会调整限流。当负荷电流发生变化时,MCU还会对输出电压做出小幅调整,从而提供一个稳压良好的输出。最后,MCU通过其集成的模数转换器(ADC)测量电池电压和温度。然后,MCU驱动LED来显示电池电压并监视温度,以保持移动电源处于安全工作范围。

  TPS2514A USB充电端口控制器可以在各种各样的USB充电协议下工作,用于调解便携式设备的D +/ D-线路,以正确检测设备,并为设备充电。其采用小形晶体管(SOT)-23封装,使得集成电路具有简单而又廉价的特性,可以完成这一重要任务。

  如此一来,便实现了一体式完备的移动电源设计,可满足您的各种需求。查看测试报告了解更多详细信息、波形和解释。

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