单电感移动电源设计方案

本文摘要：1.章节 针对如今便携式移动设备的发展，更加大的屏幕必须更大的功率。基于锂电池容量和体积的正比关系，便携式设备的电池容量不能局限在一定的范围内，一种大容量的独立国家电池设备由此产生。但是由于一般来说作法是电池阶段与静电阶段为两个有所不同的环路，更容易产生信号的相互阻碍，并且对于移动电源这种比较廉价的设备，电池与静电分享的环路可以大大降低移动电源的生产成本。 市面上移动电源中常用于2个电感，其中电池电路中，电池过程必须一个电感，Boost电路放电过程中也必须一个电感。

1.章节　　针对如今便携式移动设备的发展，更加大的屏幕必须更大的功率。基于锂电池容量和体积的正比关系，便携式设备的电池容量不能局限在一定的范围内，一种大容量的独立国家电池设备由此产生。但是由于一般来说作法是电池阶段与静电阶段为两个有所不同的环路，更容易产生信号的相互阻碍，并且对于移动电源这种比较廉价的设备，电池与静电分享的环路可以大大降低移动电源的生产成本。　　市面上移动电源中常用于2个电感，其中电池电路中，电池过程必须一个电感，Boost电路放电过程中也必须一个电感。

电池电路的工作过程是通过5V的交流适配器给移动电源内部的锂电池电池;而Boost电路工作过程是将移动电源内部锂电池降压到5V展开输入，从而给移动设备供电。但在移动电源实际工作中这两种电路一般来说情况不必须同时工作，也就是工作中两个电感只有一个电感正处于工作状态，两个环路只必须一个工作。

　　2.芯片工作原理　　本文明确提出了一种单电感移动电源的方案，这样不仅有利于移动电源节省器件成本，还可节省设备体积，便于移动电源更加小型化。使设备稳定性更高，单电感移动电源电路如图1右图：　　(a)。电池芯片外围电路　　(b)。

降压芯片外围电路　　(c)。单片机外围电路　　图1.电路中芯片工作电路。　　MT2011是来颉科技设计的一款高效率大电流单串联锂电池电池控制器。

它反对4.5V~6.5V输出电压，输入电压可以追随锂电池电压，仅次于2A的充电电流，用于了高效率的实时整流结构，合适应用于便携式电池设备和移动电源电池。统合电流取样电阻、高精度的电流与电压管理电路、满电自动暂停电池。MT2011工作频率为1.5MHz，用于实时整流结构，效率高约93%.具有充电电流软启动、防反相电流二极管、充电电流取样等功能，并具有完备的输入短路维护和过温维护功能。

　　MT5036是来颉科技设计的一款95%高效的800KHz实时降压转换器，它为单节锂电池或多节锂电池组并联获取了较好的供电解决方案。转换器通过设置芯片外部FB压强电阻或用于内部FB压强电阻来取得一个平稳输入电压。

芯片切换效率十分低，能获取充足的阻抗电流，当供电电压上升到3V时，仍能在输入电压为5V时，输入3A的阻抗电流，电感中的峰值电流被容许在6.6A.MT5036工作频率平均800KHz，这使得电感和输入电容都可以不必过于大，并且具有轻载PSM功能，可以确保芯片在全阻抗范围内维持较高的切换效率。享有60uA的静态电流，可以大大提高锂电池的寿命，具有较低EMI工作模式，间歇工作时，可以有效地增加振铃，转换器可以防止电池过静电，在变频器时阻抗可以几乎与电池插入。

　　SN8P2711是一颗使用高速低功耗CMOS工艺设计研发的8位高性能精简指令单片机，内部有1K16位重复使用编程ROM(OTP-ROM)，64K8位的数据寄存器(RAM)，三个双向I/O口，两个8位定时器/计数器，两个PWM/Buzzer模块，多个系统时钟，四种系统工作模式，一个五信道的十二位模数转换器以及五个中断源。这款单片机可以普遍应用于测量、电机掌控、工业掌控、家电玩具类产品等。　　3.电路工作原理分析　　电路的工作明确原理如下：　　电路工作分成两个过程，一是另加5V电源对移动电源内置锂电池电池，二是移动电源对外相接移动设备电池。　　工作在第一种过程时，交流适配器或5V电源相接在移动电源的MicroUSB模块上，VIN为5V电压时，R1与R2压强产生USB信号送到单片机，单片机检测到USB信号后，不会将输入EN信号拉低，禁令MT5036工作。

MT2011上电后不会检测VCC的电压，如果VCC电压在可充电范围内，电池芯片开始工作，对锂电池按照浮充、较慢电池、恒压电池的过程开始电池，电感电流由SW到VCC电池。TS信号在配置文件状态下是低，如果外部电路让TS擅自纳较低让MT2011暂停工作，D2是钳位二极管，可以容许SW电压低于在-0.6V.图2为电池和放电过程信号和输入输出的时序图。

　　图2电路图中掌控与时序关系。　　工作在第二个过程时，没交流适配器相连在USB2.0口相连被电池设备。即MT5036的VOUT只与被电池设备连接。

电路不会检测到便携设备否相连在USB2.0端口，若放入设备或按启动按钮就不会启动MT5036，对设备展开电池。电路中VCC通过R24(100K)与VOUT连接。

　　在移动电源输入端口不相连设备时，VOUT电压相等VCC电压，此时MT5036的EN信号为较低，芯片不工作。当设备放入时，VOUT被设备瞬间拉低，单片机检测到VOUT变短的瞬间减少，可以辨别设备已终端，将EN信号拉高，使能MT5036工作，对设备电池。当EN变高，STAT信号就被强迫拉低，这时可以禁令MT2011工作，确保充放电芯片最多一个工作。

　　MT5036工作时，电感电流由VCC到SW.R9为下拉电阻，确保由于短时间EN悬空时，EN插槽可以短路，MT5036会误将工作。R7与R8为FB的分压电阻，通过这两个电阻来设置MT5036的VOUT电压。C9、C10、C11为输入储能电容，BOOST电路电感往输入末端电流不倒数，输入电容容量不应尽可能选大一些，在MT5036芯片中搭配2个22uF贴片电容并联。

R14，R15为输入电流取样电阻，可以取样MT5036的阻抗，用来辨别短路或者3组情况情况。　　当AMP信号电压多达短路阈值时，单片机辨别为短路，此时将EN拉低，关段MT5036.当AMP信号电压高于0.1A阻抗阈值时，单片机辨别为3组，为避免效率力学系统，40s后也将EN拉低，关段MT5036.　　输入电压与压强电阻关系为：　　当移动电源工作于电池过程中，SW是VIN和GND的方波信号，VBAT插槽是MT5036的内部供电插槽，此时VBAT插槽如果为电池电压，此时不会经常出现内部漏电情况，可能会导致MT5036的损毁。由图1(a)可显现出，电源适配器5V输出末端(VIN)和锂电池输入末端(VCC)皆通过二极管相连到MT5036的VBAT插槽。这样做到可以避免芯片内部漏电的情况。

重新加入这两个二极管后，MT5036的供电插槽不会挑选电压大的一侧作为供电电源，可以确保内部MOS管有效地关段。二极管类型最差挑选肖特基二极管。

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