1.導言

關于現在便攜式移動設備的開展，越來越大的屏幕需求更大的功率。根據鋰電池容量和體積的正比聯系，便攜式設備的電池容量只能約束在必定的范圍內，一種大容量的獨立充電設備由此發生。可是因為一般做法是充電期間與放電期間為兩個不一樣的環路，容易發生信號的相互攪擾，而且關于移動電源這種相對便宜的設備，充電與放電共享的環路可以大大下降移動電源的生產本錢。

市面上移動電源中常運用2個電感，其中充電電路中，充電進程需求一個電感，Boost電路放電進程中也需求一個電感。充電電路的作業進程是經過5V的溝通適配器給移動電源內部的鋰電池充電；而Boost電路作業進程是將移動電源內部鋰電池升壓到5V進行輸出，然后給移動設備供電。但在移動電源實踐作業中這兩種電路一般狀況不需求一起作業，也即是作業中兩個電感只要一個電感處于作業狀況，兩個環路只需求一個作業。

2.芯片作業原理

這篇文章提出了一種單電感移動電源的計劃，這么不只利于移動電源節約器材本錢，還可節約設備體積，便于移動電源更小型化。使設備安穩性更高，單電感移動電源電路如圖1所示：

（a）。充電芯片外圍電路

（b）。升壓芯片外圍電路

（c）。單片機外圍電路

圖1.電路中芯片作業電路。

MT2011是來頡科技規劃的一款高功率大電流單串聯鋰電池充電操控器。它支撐4.5V~6.5V輸入電壓，輸出電壓可以跟從鋰電池電壓，最大2A的充電電流，運用了高功率的同步整流構造，合適使用于便攜式充電設備和移動電源充電。結合電流采樣電阻、高精度的電流與電壓辦理電路、滿電主動中止充電。MT2011作業頻率為1.5MHz，運用同步整流構造，功率高達93%.帶有充電電流軟發動、防反相電流二極管、充電電流采樣等功用，并帶有完善的輸出短路維護和過溫維護功用。

MT5036是來頡科技規劃的一款95%高效的800KHz同步升壓變換器，它為單節鋰電池或多節鋰電池組并聯供給了杰出的供電解決計劃。變換器經過設置芯片外部FB分壓電阻或運用內部FB分壓電阻來取得一個安穩輸出電壓。芯片變換功率十分高，能供給滿足的負載電流，當供電電壓下降到3V時，仍能在輸出電壓為5V時，輸出3A的負載電流，電感中的峰值電流被約束在6.6A.MT5036作業頻率可達800KHz，這使得電感和輸出電容都可以不必太大，而且帶有輕載PSM功用，可以確保芯片在全負載范圍內堅持較高的變換功率。具有60uA的靜態電流，可以大大提高鋰電池的壽數，帶有低EMI作業形式，斷續作業時，可以有用削減振鈴，變換器可以避免電池過放電，在關斷時負載可以徹底與電池斷開。

SN8P2711是一顆選用高速低功耗CMOS技術規劃開發的8位高性能精簡指令單片機，內部有1K×16位一次性編程ROM（OTP-ROM），64K×8位的數據寄存器（RAM），三個雙向I/O口，兩個8位定時器/計數器，兩個PWM/Buzzer模塊，多個體系時鐘，四種體系作業形式，一個五信道的十二位模數變換器以及五個中斷源。這款單片機可以廣泛使用于測量、電機操控、工業操控、家電玩具類產品等。
3.電路作業原理剖析

電路的作業詳細原理如下：

電路作業分為兩個進程，一是外加5V電源對移動電源內置鋰電池充電，二是移動電源對外接移動設備充電。

作業在第一種進程時，溝通適配器或5V電源接在移動電源的Micro USB接口上，VIN為5V電壓時，R1與R2分壓發生USB信號送入單片機，單片機檢查到USB信號后，會將輸出EN信號拉低，制止MT5036作業。MT2011上電后會檢查VCC的電壓，假如VCC電壓在可充電范圍內，充電芯片開端作業，對鋰電池按照浮充、疾速充電、恒壓充電的進程開端充電，電感電流由SW到VCC充電。TS信號在默許狀況下是高，假如外部電路讓TS強行拉低讓MT2011中止作業，D2是鉗位二極管，可以約束SW電壓最低在-0.6V.圖2為充電和放電進程信號和輸入輸出的時序圖。

圖2電路圖中操控與時序聯系。

作業在第二個進程時，沒有溝通適配器連接在USB2.0口連接被充電設備。即MT5036的VOUT只與被充電設備相連。電路會檢查到便攜設備是不是連接在USB2.0端口，若刺進設備或按發動按鈕就會發動MT5036，對設備進行充電。電路中VCC經過R24（100K）與VOUT相連。

在移動電源輸出端口不連接設備時，VOUT電壓等于VCC電壓，此刻MT5036的EN信號為低，芯片不作業。當設備刺進時，VOUT被設備剎那間拉低，單片機檢查到VOUT變低的剎那間下降，可以判別設備已接入，將EN信號拉高，使能MT5036作業，對設備充電。當EN變高，STAT信號就被強行拉低，這時可以制止MT2011作業，確保充放電芯片最多一個作業。

MT5036作業時，電感電流由VCC到SW.R9為下拉電阻，確保因為某種原因EN懸空時，EN引腳可以接地，MT5036不會誤作業。R7與R8為FB的分壓電阻，經過這兩個電阻來設置MT5036的VOUT電壓。C9、C10、C11為輸出儲能電容，BOOST電路電感往輸出端電流不接連，輸出電容容量應盡量選大一些，在MT5036芯片中選用2個22uF貼片電容并聯。R14，R15為輸出電流采樣電阻，可以采樣MT5036的負載，用來判別過載或者空載狀況狀況。

當AMP信號電壓超過過載閾值時，單片機判別為過載，此刻將EN拉低，關段MT5036.當AMP信號電壓低于0.1A負載閾值時，單片機判別為空載，為避免功率耗散，40s后也將EN拉低，關段MT5036.

輸出電壓與分壓電阻聯系為：

當移動電源作業于充電進程中，SW是VIN和GND的方波信號，VBAT引腳是MT5036的內部供電引腳，此刻VBAT引腳假如為電池電壓，此刻會出現內部漏電狀況，可能會造成MT5036的損壞。由圖1（a）可看出，電源適配器5V輸入端（VIN）和鋰電池輸出端（VCC）均經過二極管連接到MT5036的VBAT引腳。這么做可以避免芯片內部漏電的狀況。參加這兩個二極管后，MT5036的供電引腳會選擇電壓大的一側作為供電電源，可以確保內部MOS管有用關段。二極管類型最佳選擇肖特基二極管。

單片機在移動電源中起調理作業形式和維護的功用。單片機7號腳的SW1是移動電源輸出的開關。開關按下時，會拉高EN信號，使MT5036作業。4個LED燈用來顯現舉動電源當時電量和充放電狀況。SW1開關還可以經過長按讓移動電源手電筒功用翻開。

4.試驗結果與剖析

這篇文章提出了一款單電感高功率移動電源規劃計劃現已遍及使用于市面上的移動電源中。運用1盎司銅厚雙層板PCB目標已能到達運用要求。

隨電池電壓可變的占空比可以堅持體系在輸入輸出范圍內作業都是安穩的，如圖3所示。SW占空比可以堅持D=VOUT/VIN.全部體系是安穩的

圖3.充電狀況不一樣電池電壓的SW狀況。

圖4.放電狀況負載跳變時對輸出電壓的影響。
由圖4可知，2A的負載跳變會引起低于100mV的輸出改變，為2%改變率，在移動電源芯片中表現是極好的。

在充電進程中，最高功率可以到達92%；在放電進程中，最高功率可以到達96%.所以用MT2011和MT5036兩款電源芯片可以使全體設備堅持很高的功率。在芯片處于待命狀況作業時，靜態電流可以低達40uA，也即是說處于待命狀況180000小時，才會耗費舉動電源25%的電量，所以，體系可以堅持很長的壽數。

5.定論

在這篇文章中，經過對來頡科技兩款電源芯片的介紹和對全體電路作業狀況的介紹，描繪了一種低靜態電流的充電升壓單電感使用的移動電源規劃計劃。

體系可以在單電感（低本錢）狀況下，堅持移動電源體系安穩作業。而且可以堅持高達96%的放電功率。40uA級別的低靜態電流使得舉動電源具有超長的壽數。此文介紹的單電感移動電源還帶有刺進用電器自發動功用，而且2A負載跳變（ipad刺進或拔出）可以堅持在2%輸出精度。

來源：互聯網