鉅大LARGE | 點擊量:843次 | 2019年12月27日
兩種典型的電池供電電路的設(shè)計方案分析
隨著信息時代的來臨,手持電子產(chǎn)品層出不窮(如PDA、數(shù)碼相機、手機等),這些產(chǎn)品主要采用電池供電,在此類產(chǎn)品中如何設(shè)計電源管理電路,確保產(chǎn)品的實用性、經(jīng)濟性成為產(chǎn)品設(shè)計的關(guān)鍵問題。
硬開關(guān)電路設(shè)計實例
硬開關(guān)電路是將2節(jié)7號電池的串聯(lián)電壓通過DC/DC轉(zhuǎn)換器MAX756轉(zhuǎn)換成3.3V的電壓,電路圖如圖1所示。如果不經(jīng)升壓電路而直接由電池供電,那么因電池端產(chǎn)生的電壓存在一個由高到低的下降過程。2節(jié)新電池的串聯(lián)電壓在3V以上,隨著能量的耗盡,會下降到2V以下,導(dǎo)致機器無法正常工作。JM2按鍵為開/關(guān)機鍵,在按動JM2時,由于按鍵的抖動,會產(chǎn)生誤動作。由R20,C13,R21,R22,R23,V9構(gòu)成的充放電回路,作用是通過適當(dāng)?shù)剡x擇R20,C13,R21的值,使充放電回路的充電時間與放電時間都大于鍵抖動時間,從而有效地消除鍵的抖動。V9集電極輸出的按鍵脈沖經(jīng)去抖后,再通過U25(74HC14)三個帶施密特觸發(fā)器的反相器進一步濾波整形,產(chǎn)生波形完整的單脈沖。由該脈沖觸發(fā)U24A(74HC74D觸發(fā)器)的翻轉(zhuǎn)。
圖1中:
①若U24A的5腳Q端輸出高電平,則6腳Q端輸出低電平,該低電平輸入到MAX756的1腳禁止端(低電平有效)。此時MAX756處于關(guān)斷狀態(tài),但由于DC/DC轉(zhuǎn)換電路中的脈沖整流管V5的存在,電池電壓仍然經(jīng)V5到達DC/DC的輸出端6腳。因此,在電路中還必須加一個晶體管V11作為開關(guān)元件。在U24A的6腳Q端輸出低電平使MAX756處于禁止?fàn)顟B(tài)時,U24A的5腳Q端輸出高電平使晶體管V11處于截止?fàn)顟B(tài),從而使電池到主電路的電源VCC的通路處于徹底關(guān)斷狀態(tài),機器處于關(guān)機狀態(tài),并且關(guān)機時整機電流為最小,經(jīng)測量不超過5uA.
②當(dāng)按鍵脈沖觸發(fā)U24A(74HC74D觸發(fā)器)翻轉(zhuǎn),U24A的5腳Q端輸出低電平,6腳Q端輸出高電平時,MAX756處于工作狀態(tài),因輸出電壓控制端2腳為高電平,所以輸出+3.3V的電壓。同時,U24A的5腳Q端輸出低電平促使晶體管V11處于導(dǎo)通狀態(tài),這樣MAX756輸出可為主電路提供工作電源,機器處于開機狀態(tài)。
在開機狀態(tài)下,單片機的輸出SWPW保持為低電平。當(dāng)單片機將SWPW輸出改為高電平時,通過V10構(gòu)成的反相電路輸出低電平,使U24A置1端有效,U24A的5腳Q端輸出高電平,6腳Q端輸出低電平,機器將被關(guān)機,所以SWPW可作為自動關(guān)機信號。由于在單片機上電復(fù)位時1/O口輸出為高電平,復(fù)位時的SWPW高電平會引起復(fù)位誤關(guān)機現(xiàn)象。為防止這種現(xiàn)象的發(fā)生,在SWPW輸出電路中加了由R25,C14構(gòu)成的充電回路,適當(dāng)選擇R25,C14的取值,復(fù)位后在R25,C14充電回路未充到V10導(dǎo)通的閥值電平0.7V之前將SWPW置為低電平,便可避免復(fù)位誤關(guān)機現(xiàn)象。
MAX756的5腳LBI是電池低電壓的檢測引腳,如果該引腳上的電壓下降到內(nèi)部參考基準電壓1.25V以下,MAX756的4腳LBO(漏極開路型輸出)便會輸出低電平,可作為電池低壓報警信號。報警電壓點的設(shè)定依據(jù)有兩個。