便携式产品供电设计

《便携式产品供电设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、便携式产品的供电设计Maxim公司北京办事处魏智摘要本文简单介绍了几种便携式产品供电电路的设计要求和供电方案关键词DC-DC转换器线性稳压器电池供电便携式产品对供电电路的要求越来越复杂它不仅要求电压监测电源管理功能还要满足持续不断的小型化要求延长电池寿命的要求以及因便携式系统中使用无线Modem和笔输入装置而必须进行噪音抑制等的要求从而使问题更加复杂化手持终端的设计中由于受尺寸成本的限制往往在着手设计供电电路之前就已经确定了电池的节数和电池种类这对于电源设计是一个潜在的制约因为电池节数限制了电源的工作电压范围直接影响电源管理电路的成本和复杂程度对于电池节数

2、较多的系统可选用线性稳压器电路设计简单成本较低但转换效率相对较低电池节数较少的系统则需选用成本较高的开关电源电路设计较为复杂但由于减少了电池节数或许对电源成本有一定的补偿由于便携式产品的设计需要考虑尺寸重量成本上电时序工作效率电池工作时间等诸多因素不同产品对以上指标的要求会有不同的侧重点例如只是偶尔处于工作状态的产品比较注重电源在空载时的静态电流并不十分重视满负荷下电源的工作效率蜂窝电话则注重考虑电源所能提供的峰值电流和转换效率因此很难研制出一种电源芯片适应不同的产品需求便携式产品的多样化导致了电源管理芯片的多样化近年来半导体厂商针对各种产品的需求综合开关

3、型DC-DC转换器线性稳压器电荷泵电路的特点研制生产了非常具有针对性的电源芯片本文列举了几种常见的手持终端的电源解决方案供设计人员参考一寻呼机电源管理芯片寻呼机大多采用一节电池供电需要电池电压监测功能当电池接近放电完毕时产生报警信号为延长电池寿命便于携带对电源的转换效率尺寸要求很高MAX1678升压型稳压器即是针对这种应用设计的它采用1至2节电池供电封装形式为超小型8引脚MAX不需要外接MOSFET和肖特基二极管图一a降低了系统成本和尺寸另外该芯片内还包括一个独立的比较器可用于电池低电压检测EMI抑制电路降低了系统噪声MAX1678采用恒峰值电流控制原理使

4、其不仅保持了传统PFM转换器的低静态电流而且在满负荷下效率可达90%具有极低的输出电压纹波工作电压可低至0.7V0.85V保证启动将1.2V电压升至3.3V时最高输出电流为45mAmax1678具有关断功能但在关断时输入与输出之间仍有直流通路输出电压为电池电压-二极管导通压降若后续电路工作电压很低时会有少量电池能量损耗Maxim最新推出的MAX1795功能与MAX1678基本相同图一b在关断状态下电源电流为2A内部同步整流器将输出与输入断开使输出处于高阻态节省电池能量二PDAGPS接收机电源管理芯片电池供电的PDAGPS接收机和笔输入设备中通常需要将电池升

5、压为主电路供电由于大屏幕LCD的使用还需要一个LCD偏压电路在传统的电路设计中一般由两个独立芯片实现MAX1677是针对上述问题的一个单片解决方案图二它可提供一路3.3V或2.5V至5.5V可调的主输出电流达350mA另外还可提供一个可调节的第二路输出作为LCD偏压电压可高达+28V或-28V该款为PDA和GPS接收机提供的电源系统采用16引脚QSOP封装尺寸仅相当于一片8引脚SO不需要外接场效应管同步整流技术省去了外部肖特基二极管使其结构极为紧凑效率达95%另外其低噪声300kHz固定频率PWM工作模式能够满足无线应用的要求三数字相机电源管理芯片数字相机

6、中的CCD图像传感器和彩色LCD监视器背光源等均需要与逻辑电路电源不同的供电电压高分辨率多功能数字相机多采用3至4节碱性电池或2节Li+电池供电有些低端数字相机采用2至3节碱性电池或1节Li+电池供电因此主电源结构有降压型升压型两种MAX1802内部包括两组高效降压型DC-DC转换器和三组升压型辅助DC-DC控制器主电源降压控制器输入电压范围为+2.5V至+11V输出电压范围+2.7V至+5.5V采用同步整流结构转换效率高达94%内核降压控制器输入电压范围为+2.7V至+5.5V输出电压范围+1.25V至+5.5V输出电流达500mA转换效率同样高达94%

7、其它三组辅助电源为数字相机的CCDLCD及背光提供电源MAX1800主电源高效升压型DC-DC转换器转换效率为95%辅助电源为三路升压控制器内置放大器可用于驱动外部P沟道MOSFET构成线性稳压器两款芯片为不同市场定位的数字相机提供完备的供电方案当系统由于产品更新需要额外增加电源时MAX1800/MAX1802能够为MAX1801提供电源电压振荡信号和基准电压MAX1801驱动一个外部N沟道MOSFET构成升压型降压型或SEPICDC-DC控制器作为一个附属DC-DC控制器添加到原有系统中避免重复设计缩短产品的研发周期图三是由MAX1800/MAX1801

8、构成的数字相机供电方案四移动电话电源管理芯片移动电话中RF电路对供