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便携式电源管理设计

便携式电源管理设计

袁林

2009.09.24

一、概述

二、主要类型电源管理说明

三、主要类型电源管理比较

四、系统电源设计

一、概述

主要讨论便携式电源管理一般理论及实践知识。一般使用3种类型器件,LDO、DC-DC和Charge Pump。

? 1.1、DC-DC稳压器

DC-DC稳压器一般都采用脉冲宽度调制(PWM)技

术,其特点是频率高,效率高。

DC-DC稳压器按其功能分成Buck式DC-DC(Step-

down)、Boost式DC-DC(Step-up)和Buck-

Boost式DC-DC。当输入与输出的电压差较高时,

通过使用低电阻开关和磁存储单元实现高达85%以

上的效率,因此可以极大地降低了转换过程中的功

率损失。

一、概述

? 1.2、LDO

LDO与三端稳压器最大的不同点在于,LDO是一个自耗很低的微型片上系

统(SoC),使用具有低在线导通电阻RDS(ON)的MOSFET管或三极管。只

能降压使用。输入电压与输出电压最小工作压降取决于导通电阻。

? 1.3、Charge Pump

电容式电荷泵通过开关阵列和振荡器、逻辑电路、比较控制器实现电压

提升,采用电容器来贮存能量。其不仅可升高或降低输入电压,而且还

可用于产生负电压。电荷泵是无须电感的,但需要外部电容器。能够提

供90%以上的效率。

根据其控制方式,这种结构的输出电压只能是输入电压的倍数,利用内

部开关和外部飞电容(flying capacitor)能够获得输入电压的2 倍、1.5

倍或-1 倍等电压输出。

另外一种在手机等手持式设备上使用较多的是PMU 器件。? 1.4、PMU 电源管理器件PMU (POWER MANAGEMENT UNIT )也就是电源管理

单元,集成度很高,内部主要由多路不同类型的DC -

DC 和多路LDO 组成,还可能集成了其他功能,如POWER ON/OFF 、ADC 、DAC 、AUDIO 、RTC 、GPIO 、LCD 、CAMERA 、LED 等。上电时有默认值,可通过CPU 对其进行修改相关配置,从而改变相关输入输出值或功能,内部具有上电时序控制,也具有进入不同工

作状态模式等功能。非常适用于电池供电、对小尺寸

空间有要求的便携式产品上。

一、

概述

? 2.1、DC -DC 转换器

? 2.1.1、构架DC -DC 转换器内部由误差放大器、内部参考源、电

流采样放大器、单稳态触发器、晶体管、电流保护、电压保护、温度保护等电路组成。

二、主要类型电源管理说明

——DC -

DC

? 2.1.2、DC -DC 转换器主要类别

? 2.1.2.1、DC -DC STEP_DOWN 降压型(Buck )

电源通过一个电感给负载供电,同时电感储

存一部分能量,然后将电源断开,只由电感

给负载供电。如此周期性的工作,通过调节

电源接通的相对时间来实现输出电压的调节。

? 2.1.2.2、DC -DC STEP_UP 升压型(Boost )DC -DC 内部晶体管的导通,会引起通过外部

电感的电流增加;而内部晶体管的断开,会

促使电流通过二极管流向输出电容,因储存

来自电感的电流,多个开关周期以后输出电

容的电压升高,结果输出电压高于输入电压。

?

2.1.2.3、DC -DC 升降压型(Buck -Boost )

当晶体管Q1导通、Q3断开时电感存储一部分

能量且同时通过二极管D4给负载供电,电容

被充电储能;当Q1断开、Q3断开时,只由电

感通过D4、D2给负载供电。此模式即为Buck

降压类型。

当Q1、Q3都导通时电感存储能量,不给负载

供电;当Q1导通、Q3断开时电感继续存储能

量,并且电源通过电感、二极管D4一起给负

载供电。此模式即为Boost 升压类型。二、主要类型电源管理说明

——DC -

DC

? 2.1.3、DC -DC 转换器原理? 2.1.3.1、工作原理:当开关闭合时,电源通过开关晶体管、电感L 给负载供电,并将部分

电能储存在电感L 以及电容C 中。由于电感L 的自感,在晶体管接通

后,电流增大得比较缓慢,即输出不能立刻达到电源电压值。一定时

间后,晶体管断开,由于电感L 的自感作用(可以比较形象的认为电

感中的电流有惯性作用),将保持电路中的电流不变,即从左往右继

续流。这电流流过负载,从地线返回,流到续流二极管D 的正极,经

过二极管D ,返回电感L 的左端,从而形成了一个回路。通过控制晶

体管导通跟断开的时间(即PWM ——脉冲宽度调制),就可以控制

输出电压。如果通过检测输出电压来控制开、关的时间,以保持输出

电压不变,这就实现了稳压目的。

? 2.1.3.2、效率:

效率可达到90%以上。

效率计算公式:η=V out *I out /(V in * I in )*100%。

效率计算比较复杂,效率值可参考DATASHEET

获得。

——DC -DC

? 2.1.4、DC -DC 功耗? 2.1.4.1、DC -DC 转换功耗

P Dcon = Vout * I out * (1-η)/η? 2.1.4.2、DC -DC 实际功耗P Da = P Dcon + P Dsw + P Dgc + P Dq

DC -DC 本身实际功耗以其DATASHEET 给出的相应值进行计算。

? 2.1.4.3、DC -DC 最大允许功耗P max =(T Jmax -T A )/R θJA

其中,T Jmax 为最大允许结温度℃,一般为+125 ℃;

T A 为环境温度℃,一般为+85 ℃;R θJA 为封装的结点热阻℃/W ,参考所选器件的DATASHEET 。

P Da 应小于或等于P max

——DC -DC

二、主要类型电源管理说明

? 2.1.5、DC -DC 应用电路DC -DC 的应用电路比较复杂,工作时需要电感、肖特基二

极管、二个作输入、输出电压退耦降噪的陶瓷电容器,甚

至还需要外加MOSFET 晶体管。后都以降压型为例进行相

关说明,其他类型DC -DC 类似。

简单的DC -DC

降压应用电路见下图:

——DC -

DC

? 2.1.6、降压DC -DC 选型? 2.1.6.1、降压DC -DC 选择考虑因素?

2.1.6.1.1、首先根据所要求的输入电压、输出电压、输出电压精度(高)、输出电流(降额使用)、高效率要求进行选择;? 2.1.6.1.2、尽量选择低静态电流、低的品质因数FOM= R DS(ON)* Q g ;? 2.1.6.1.3、优先选用固定电压输出;?

2.1.6.1.4、可选择高开关频率以减少周边器件空间及成本,但是不要接近信号工作频率;? 2.1.6.1.5、根据面积要求选择相关封装以及兼容性;? 2.1.6.1.6、根据要求选择是否带有开关控制的DC -DC 转换器;? 2.1.6.1.7、可考虑是否需要带有过压、过流、过温保护;?

2.1.6.1.8、考虑功耗,所设计的电路DC -DC 转换器的消耗尽量小,不要超过最大允许功耗P max ;? 2.1.6.1.9、周边器件尽量少且小(值、尺寸、价格);? 2.1.6.1.10、考虑EMI 、环保、温度、工艺等其他参数;

? 2.1.6.1.11

、某些情况下可能需要考虑启动时间。

二、主要类型电源管理说明

——DC -DC

? 2.1.6.2、DC -DC 转换器选择案例?

2.1.6.2.1、电路要求一节锂电池供电设备V in =

3.4V~

4.2V ,V out =1.2V ±5%,最大I out =400mA ,根据需要可关断输出,无上电时序要求。? 2.1.6.2.2、DC -DC 转换器选择? 2.1.6.2.2.1、为降低功耗,尽量使用高效率的转换器,如80%以上,具有PWM 和PFM ;? 2.1.6.2.2.2、尽量选用低的品质因数FOM= R DS(ON)* Q g ;? 2.1.6.2.2.3、输出电压精度要小于或等于5 %;? 2.1.6.2.2.4、所选的最大输出电流应大于580mA 以上(降额75%使用);? 2.1.6.2.2.5、选用低静态功耗,选用低噪声、低输出纹波如带有同步控制等功能;? 2.1.6.2.2.6、选用小封装、管脚少、常用封装、具有兼容性封装,如SOT -23-5等;? 2.1.6.2.2.7、选用带有使能管脚的;? 2.1.6.2.2.8、选用固定输出,以减少面积和成本,增加可靠性;? 2.1.6.2.2.9、选用具有高开关频率;? 2.1.6.2.2.10、选用周边器件数目少、面积小、成本低、常用器件;? 2.1.6.2.2.11、因无上电时序要求,故可不考虑DC -DC 启动时间;? 2.1.6.2.2.12、考虑使能控制电平范围;? 2.1.6.2.2.13、考虑温度、环保因素;? 2.1.6.2.2.14、考虑成本;

二、主要类型电源管理说明

——DC -DC

? 2.1.6.2.3、所选DC -DC

根据以上分析可选择LM3674,固定1.2V 输出,600mA 输出。所消耗的最大功耗P Da 为

1.2*400/81%*(1-81%)=11

2.59mW ,而最大允许功耗(125-85)/250=160mW 。

可满足要求。——DC -

DC

?

2.1.7、DC -DC 周边器件选择一般是由滤波电容、电感、反馈电阻或肖特基二极管或MOSFET 晶体管或前馈电容组成。

? 2.1.7.1、输入电容选择

应当选用宽范围、低等效串联电阻(ESR) 陶瓷电容器,越大越好,可根据DATASHEET 选

择,以提高输入瞬态响应及减少电源纹波。精度方面没有特别要求。耐压应满足降额要求。

理论计算公式:ΔV in ≥I out /(f* C in ) * (1-V out / V in ) * V out / V in + I out * ESR max

式中,ΔV in 为输入电压纹波,f 为开关频率,ESR max 为电容有效电阻值。

选用陶瓷电容,X5R 或X7R 类型。可参考DATASHEET 进行选择。

? 2.1.7.2、输出电容选择

应当选用宽范围、低等效串联电阻(ESR) 陶瓷电容器。输出电容器的基本选择取决于

纹波电流、纹波电压以及环路稳定性等各种因素。增大输出电容的容量有利于降低高频输

出噪声。可根据其DATASHEET 选择。精度方面没有特别要求。耐压应满足降额要求。

理论计算公式:ΔV out ≥ΔI L / (8 * f * C out )

式中,ΔV out 为输出电压纹波,f 为开关频率,ΔI L 为电感纹波,这些参数可参考DATASHEET 。选用陶瓷电容,X5R 或X7R 类型。可参考DATASHEET 进行选择。

? 2.1.7.3、肖特基二极管选择

最大反向电压须大于开关点处最大电压;

所承受的峰值电流应大于电感上流过的最大峰值电流,低的反向漏电流;

正向压降应越小越好,以使其高效率工作;

其开关速度要快。可参考DATASHEET

进行选择。

——DC -DC

? 2.1.7、DC -DC 周边器件选择(续)

? 2.1.7.3、电感选择

选择低DC 阻抗的电感,以提高转换效率;

电感的饱和电流要大于工作时流过电感的最大峰值电流,达到降额要求;

对于相同感值和尺寸,一般未屏蔽的电感比屏蔽电感能承受更大的电流;

尽量选择带有屏蔽的电感;

电感值越大,电感电流纹波越小。可参考DATASHEET 进行选择。

计算公式:L min ≥V out(max )*(V in(max )-V out )/ (V in(max )* K ind * I out * f SW )

式中,f SW 为开关频率,

K ind 为电感电流纹波值相对于最大输出电流的系数。

相关参数可参考DATASHEET 。

然后再根据相关公式计算相关纹波,尽量减少输出纹波。

?

2.1.7.4、MOSFET 晶体管选择

漏源电压的最小额定电压为:V out + 外部升压二极管的V FD ;

低阀值电压V GS(th );

低的漏-源极击穿电压B V DSS ,但耐压要大于最大输入电压,即V DSS >V in(max );

低反向电容C rss ;具有快速的开关时间;

漏极电流要大于或等于最大输出电流,即I D >I out(max );

低的品质因数FOM= R * Q 。可参考DATASHEET

进行选择。——DC -DC

? 2.1.7、DC -DC 周边器件选择(续)

? 2.1.7.5、反馈电阻选择

可调输出一般都会增加2个电阻进行分压反馈,以获得需要的电压。此

2个电阻的精度根据输出要求进行选择,精度越高越好,一般≤1%。

要选择合适电阻阻值,低电阻值可以选用,但是会消耗更多的能耗,高

电阻值要尽量避免,因FB 脚处漏电流将会增大输出电压误差。尽量在

其DATASHEET 给出的值附近或低于其值。

计算公式:V out =V FB *(1+R1/R2)

式中,R1为上偏压电阻,R2为下偏压电阻,V FB 为反馈脚处电压。

?

2.1.7.6、前馈电容选择

当使用反馈电阻时,需要考虑使用此前馈电容。主要是改善转换器带

宽,保持足够的相位裕量,以改善瞬态响应。大的电容值能提供大的带

宽,但如过大将导致环路频域的增益穿越太高的值,而电容相位增量上

涨不够,导致相位裕量超过可接受范围或不稳定。其值应小于30°相

位裕量时所对应的值。按舍入法取值。

零点频率f Z =1/(2*π*R1*C f ) ;

极点频率f p =1/(2*π*C f ) * (1/R1+1/R2);

式中,R1上偏压电阻,R2下偏压电阻。

f Z >f p 。前馈电容可根据经验值进行选取。可参考DATASHEET

进行计算选择。——DC -DC

?

2.1.7.7、实例以前面的所选的LM3674为例,可选固定输出和可调输出,为方便说明现选后者。?

2.1.7.7.1、输入电容选择: 电容越大产生的纹波越小,参考DATASHEET ,可选择0603、X5R 、6.3V 的4.7uF 陶瓷电容;?

2.1.7.7.2、电感选择:ΔI L(max )= V out / V in * (V in -V out )/(L *f SW )≤40% * I out ;L ≥1.2/5.5 * (5.5-1.2)/(2*106*40%*0.4)≈3uH ,选择标准值为4.7uH ;可选小封装贴片电感LQH43CN4R7M03,其饱和电流为750mA ,满足降额要求;? 2.1.7.7.3、输出电容选择:为降低输出纹波,参考DATASHEET ,可选用0603、X7R 、6.3V 的10uF 陶瓷电容。? 2.1.7.7.4、分压电阻选择:R1/R2 =1.2/0.5-1=1.4,根据DATASHEET 选R1=180K ±1%,R2=130K ±1%;

? 2.1.7.7.5、前馈电容选择:根据DATASHEET ,C f =1/(2*π*R1*45K )≈19.7pF ,取20pF ;

可选用0402、X5R 、50V 的20pF

陶瓷电容。

——DC -

DC

? 2.1.8、DC -DC 电路PCB LAYOUT 设计DC -DC 在PCB 板上的工艺走线十分重要,当工艺走线不良和靠近RF 线时降噪性能会受影响。滤

波电容器汇入地节点选择不良时,由负载返回地的电流中,噪音和纹波都会增加。布局及走线

不合理会导致EMI/EMC 大大增大,以及效率降低,增加功耗和不稳定性。

而电感布置及相关信号走线不合理也会大大增加EMI/EMC 。最好对整个DC -DC 电路进行屏蔽,

以防止被干扰和干扰其他地方。

? 2.1.8.1、输入电容尽量靠近VIN 和GROUND 脚;

? 2.1.8.2、铺尽量大的铜皮在VIN 脚和GROUND 脚处,以便散热,多打地过孔到底平面上;

? 2.1.8.3、转换器上有不同地时,尽量使用一个地平面,如不能,则不同地尽量一点接地;

? 2.1.8.4、使开关节点如SW 脚到电感,到输出电容,到地之间的回路尽可能短;

? 2.1.8.5、开关节点脚是低阻抗的热传导路径处和开关噪声产生处,使用大的铜皮链接此脚,但不能太

大,否则会影响其他器件或其他管脚信号;

? 2.1.8.6、主要两个电流回路(一个是输入电容到VIN 脚,到电感,到输出电容,到地;一个是开关节点

到电感,到输出电容,到地)应有相同方向的回流路径,且尽量靠近器件及相关脚,如5mm 之内,以减少回路面积;

? 2.1.8.7、电源线尽量宽,以减少因线阻抗增加所带来的电压误差,以及增强抗干扰性;

? 2.1.8.8、电压反馈器件远离电感和开关节点,信号走线远离噪声线,尽可能靠近转换器在噪声器件相反面

直接连接,这将减少因转换器的反馈电压带来的EMI 辐射,最好是转换器件层与反馈走线层之间有地层隔离;

? 2.1.8.9、可把DC -DC 转换器放在板的某个角落,用CMOS 数字电路包围它,然后在那对角相反角落放置敏

感的放大器和IF 器件;

? 2.1.8.10、电感两脚之间不要走线及铺地。

——DC -DC

? 2.1.8、DC -DC 电路PCB LAYOUT 设计(续)

以LM3674

为例。

二、主要类型电源管理说明

——DC -

DC

顶层PCB 图

底层PCB 图

原理图

? 2.2、LDO

? 2.2.1、构架LDO 的结构是一个微型的片上系统,它由作电流主通道的、具有低在线导通电阻RDS(ON)的MOSFET 管或三极管、精密基准源、差分放大器、电流保护等专用晶体管电路在一个芯片上集成而成,输出可调或固定输出,固定输出LDO 框架如图:

二、主要类型电源管理说明

——LDO

DCDC开关电源管理芯片的设计

DC-DC开关电源管理芯片的设计 引言 电源是一切电子设备的心脏部分,其质量的好坏直接影响电子设备的可靠性。而开关电源更为如此,越来越受到人们的重视。目前的计算机设备和各种高效便携式电子产品发展趋于小型化,其功耗都比较大,要求与之配套的电池供电系统体积更小、重量更轻、效率更高,必须采用高效率的DC/ DC开关稳压电源。 目前电力电子与电路的发展主要方向是模块化、集成化。具有各种控制功能的专用芯片,近几年发展很迅速集成化、模块化使电源产品体积小、可靠性高,给应用带来极大方便。 从另一方面说在开关电源DC-DC变换器中,由于输入电压或输出端负载可能出现波动,应保持平均直流输出电压应能够控制在所要求的幅值偏差范围内,需要复杂的控制技术,于是各种 PWM控制结构的研究就成为研究的热点。在这样的前提下,设计开发开关电源DC-DC控制芯片,无论是从经济,还是科学研究上都是是很有价值的。 1. 开关电源控制电路原理分析 DC-DC变换器就是利用一个或多个开关器件的切换,把某一等级直流输入电压变换成另—等级直流输出电压。在给定直流输入电压下,通过调节电路开关器件的导通时间来控制平均输出电压控制方法之一就是采用某一固定频率进行开关切换,并通过调整导通区间长度来控制平均输出电压,这种方法也称为脉宽调制[PWM]法。 PWM从控制方式上可以分为两类,即电压型控制(voltage mode control)和电流型控制(current mode control)。电压型控制方式的基本原理就是通过误差放大器输出信号与一固定的锯齿波进行比较,产生控制用的PWM信号。从控制理论的角度来讲,电压型控制方式是一种单环控制系统。电压控制型变换器是一个二阶系统,它有两个状态变量:输出滤波电容的电压和输出滤波电感的电流。二阶系统是一个有条件稳定系统,只有对控制电路进行精心的设计和计算后,在满足一定的条件下,闭环系统方能稳定的工作。图1即为电压型控制的原理框图。 图1 电压型控制的原理框图 电流型控制是指将误差放大器输出信号与采样到的电感峰值电流进行比较.从而对输出脉冲的占空比进行控制,使输出的电感峰值电流随误差电压变化而变化。电流控制型是一个一阶系统,而一阶系统是无条件的稳定系统。是在传统的PWM电压控制的基础上,增加电流负反馈环节,使其成为一个双环控制系统,让电感电流不在是一个独立的变量,从而使开关变换器的二阶模型变成了一个一阶系统。信号。从图2中可以看出,与单一闭环的电压控制模式相比,电流模式控制是双闭环控制系统,外环由输出电压反馈电路形成,内环由互感器采样输出电感电流形成。在该双环控制中,由电压外环控制电流内环,即内环电流在每一开关周期内上升,直至达到电压外环设定的误差电压阂值。电流内环是瞬时快速进行逐个脉冲比较工作的,并且监测输出电

便携式产品的电源管理

便携式产品的电源管理 深圳市长运通集成电路设计有限公司杨通军 1、引言 近几年来,电源管理一直是半导体领域热点市场之一,其增速也高于半导体整体市场发展速度。而基于消费类电子产品的手机、多媒体播放器(PMP)、MP3播放器、数字相机、便携式视频游戏机、个人导航系统(PNA)等等,这些深受消费者喜爱的便携式产品的一个基本问题是:它们的功能越来越丰富,外形尺寸也日益精巧,但电池能量密度的提高速度远远跟不上复杂度不断提高的便携式设备的功耗要求,而人们却希望能在充电时间间隔较长的情况下,利用这些轻薄短小的便携式消费电子享受移动娱乐和移动通讯。特别是这些产品功能的融合趋势,例如将带拍照和摄像功能的手机、个人数字助理(PDA)、全球定位系统(GPS)、MP3以及视频功能集成到一个智能手机中,进一步加剧了这个问题的严重性。 便携式电子产品常用的电源采用锂电池供电,对电源的设计需要系统级思维,在开发由电池供电的设备时,诸如手机、MP3、PDA、PMP、数码产品等低功耗产品,如果电源系统设 计不合理,则会影响到整个系统的架构、产品的特性组合、元件的选择、软件的设计和功率分配架构、电池的使用寿命等。同样,在系统设计中,也要从节省电池能量的角度出发多加考虑。例如现在便携产品的处理器,一般都设有几个不同的工作状态,通过一系列不同的节能模式(空闲、睡眠、深度睡眠等)可减少对电池容量的消耗。即当用户的系统不需要最大处理能力时,处理器就会进入电源消耗较少的低功耗模式。现从下面三个方面来简单的说明便携产品设计电源时需要注意的事项: 1)便携产品常用电源管理芯片有以下几个单元: (1)低压差线性稳压器(Linear Regulators)(LDO VLDO)。 (2)基于电感器储能的DC/DC 转换器;(Inductor Based Switching Regulators\ Buck\Boost\Buck-Boost)。 (3)基于电容器储能的电荷泵(Switched Capacitor Regulators)。 (4)电源管理单元(PMU)/光源驱动管理单元(LMU)。 (5)电池充电管理(Battery Chargers)。 (6)锂电池保护(Lithium Battery Protection)。 2)设计时选用的要点: (1)选用电源芯片从低成本、高性能、多芯集成和产品上市时间来考虑; (2)便携产品日趋小巧薄型化,必需考虑电源芯片体积小、重量轻的问题; (3)选用电源管理芯片力求高集成度、高可靠性、低噪声、抗干扰、低功耗、突破散热瓶颈,延长电池寿命; (4)选用具有新技术的新产品电源芯片,将新的电源芯片应用于新的设计方案中去,是保证

设计人员利用各种电源管理方案

减小运算放大器的功率 李德润5030209131 随着系统的变大,减小功耗在许多电子系统中变得更加重要,设计人员利用各种电源管理方案,为各子系统提供合理,必须的电源。关闭各个部分的电源很容易,而重新接通某部分的电源时,不仅应该考虑加电期间各步骤的次序,而且需要考虑系统中的设计变化,以确保加电成功。运算放大器加电需要遵循以下三步: (1)要有合适的接地; (2)加电前放大器输入引脚上无电压; (3)给放大器加电。第一步通常很容易,多数时候放大器的接地引脚直接接地。 第三步中如果加电太快或太慢可能会带来问题。困难的是第二步,确保加电之前输入引脚上没有电压。在放大器加电时,输入引脚带电会造成以下后果,即:放大器闭锁,主要是CMOS放大器的问题;EDS(静电放电)二极管通电和不稳定输出,也会影响放大器。闭锁导致过热熔化当放大器内部的晶体管和它们下面的裸片基片之间的P-N接头产生寄生SCR时,就会发生闭锁。SCR是四层(PNPN) 器件,一旦触发就会保持导通,直到电源切断。 图1所示为互连的PNP及NPN晶体管的示意图,当电流在晶体管基极中流动时,电流将会自我生成,并把该结构锁在导通状态,导致焊线熔化或该零件损坏。这主要是CMOS 器件的问题。通过给放大器的输入引脚串联高阻值的电阻器可以消除闭锁。设计者需要在各种温度、供电电压和电源接通速度下评估电路,以避免闭锁。限制输入到放大器的电流,可以使放大器免于毁坏,但无法阻止闭锁。闭锁发生后,必须先切断其供电引脚和输入引脚的电源,再重新给放大器加电接通。ESD二极管提供保护途径现代放大器的引脚上都有一对ESD二极管,保护其内部电路免受静电放电的破坏。如果静电放电是“正”进入输入引脚(如图2所示),那么高压侧二极管会把能量传导到电源的“正”电源电压轨。如果放电为“负”,那么低压侧EDS二极管会前向偏置,并把输入引脚固定到底部电源电压轨。在这种方式中,所有引脚偏离供电引脚不超过0.6 V。

(仅供参考)常用电源管理IC系列

型号(规格)器件简介相同型号 LM2940CT-1515V低压差稳压器 LP2950ACZ-3.3 3.3V低压差微功耗稳压器LP2950ACN-3.3(SIPEX) LP2954I/AI 5.0V低压差微功耗稳压器AS2954BM3-5.0(SIPEX) LM123K(NS)5V稳压器(3A) LM323K(NS)5V稳压器(3A) LM117K(NS) 1.2V to37V三端正可调稳压器(1.5A) LM317LZ(NS) 1.2V to37V三端正可调稳压器(0.1A) LM317T(NS) 1.2V to37V三端正可调稳压器(1.5A) LM317K(NS) 1.2V to37V三端正可调稳压器(1.5A) LM133K(NS)三端可调-1.2V to-37V稳压器(3.0A) LM333K(NS)三端可调-1.2V to-37V稳压器(3.0A) LM337K(NS)三端可调-1.2V to-37V稳压器(1.5A) LM337T(NS)三端可调-1.2V to-37V稳压器(1.5A) LM337LZ(NS)三端可调-1.2V to-37V稳压器(0.1A) LM150K(NS)三端可调1.2V to32V稳压器(3A) LM350K(NS)三端可调1.2V to32V稳压器(3A) LM350T(NS)三端可调1.2V to32V稳压器(3A) LM138K(NS)三端正可调1.2V to32V稳压器(5A) LM338T(NS)三端正可调1.2V to32V稳压器(5A) LM338K(NS)三端正可调1.2V to32V稳压器(5A) LM336Z-2.5(NS) 2.5V精密基准电压源KA336Z-2.5(FSC) LM336Z-5.0(NS) 5.0V精密基准电压源KA336Z-5.0(FSC) LM385Z-1.2(NS) 1.2V精密基准电压源 LM385Z-2.5(NS) 2.5V精密基准电压源 LM399H 6.9999V精密基准电压源 LM431ACZ(NS)精密可调2.5V to36V基准稳压源LM431ACZ(FSC)

智能手机电源管理模块的设计

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/aa2115718.html, 智能手机电源管理模块的设计 作者:芦昱昊 来源:《电子技术与软件工程》2017年第04期 摘要随着国民生活质量的不断提高,电子产品更新换代的速度也越来越快。通讯产品中的电源动力系统一直是开发者关注的重点,也是用户选择智能手机的关键选项,因此对智能手机电源管理模块的设计分析是十分必要的。 【关键词】智能手机电源模块设计管理 手机行业的发展变化可谓是日新月异,近年来肉眼可见的黑白屏到彩色屏、仅有通话功能到目前的各种实用应用,都是智能手机功能进步的体现。然而这些复杂功能的实现都是需要稳定的电源系统作为支持的,因此开展电源模块的电压以及效率设计管理是为智能手机的良好发展前景奠定基础。 1 智能手机电源管理模块的设计原则 智能手机的设计过程是设计师明确消费者对设备要求下进行的,因此需要从体积、重量、续航时间上等多方面进行详细考虑。智能手机体积的缩小处理是针对系统集中功能和元件封装技术的体现,因此需要考虑到减小PCB板后产生的各种影响。在体积和重量都有限制的情况下,提高电池的容量和密度是最佳的创新选择,同时注重电源系统在工作状态下的转化频率,也是处理续航时间的主要方案。由此可知,电源管理模块的转化率和能耗是手机改革重点,手机厂家需要从电能转化的效率和电源的使用效率两方面提高设备的科技含量,制造出具备高性价比和满足消费者需求的优势产品。 2 智能手机电源管理模块的设计分析 2.1 PMU 市面上很多电子产品需要根据实际功能调节出不同电压的电源,也就意味着电池在供电的同时还需要根据芯片迅速转换电压,转换期间的功率损耗也应当保持在规定范围之内,同时该电源模块还需要维持电源的充电安全。这样的新型电源模块电路被称作是电源管理单元,英文缩写为PMU,是为提高电源转化效率和降低能耗的电源管理方案。PMU的构架分为集中式和分布式,但是二者共同存在的几率很小,设计者需要在系统划分之初决定好使用哪种方案。集中式是仅执行PMU附近的单一处理器进行电压调节和电源切换工作,而分布式系统则是作用于每一个电源子系统上。二者的选择重点是从智能手机应用的数量和响应速度的要求,同时还要考虑到电源模块管理过程中的间隔距离。通过比较来看,PMU分布式的方案较集中式的灵活一些,只需要在系统之间加入一根电源轨,作为所有外围的电源连接线,那么每一个外围电

便携式电子设备电源管理芯片的研究论文

毕业设计(论文)任务书 课题名称便携式电子设备电源管理芯片的研究 系别自动化 专业班级 姓名 学号 毕业设计(论文)的主要内容及要求: 1 意义、目的:对便携式电子设备的电源管理芯片进行研究,为便携式电子设备的电源系统的设计与应用提供参考。 2 主要内容:文献综述、进行方案比较、了解应用软件及编程设计过程、具体硬件设计、仿真数据整理与结果分析、撰写毕业设计(论文)与翻译、答辩

3 要求:计对便携式电子设备的电源管理芯片的硬件部分进行设计,在系统中研究电源管理芯片构成与系统应用等技术。侧重于系统的硬件设计实现。8篇以上参考文献,英文资料不少于2篇,并且将其中的1篇翻译成中文,5000字以上。论文正文30-60页。 指导教师签字:日期:年月日

摘要 本文针对便携式电子设备电源管理芯片做了研究和设计。首先,介绍了三种实现将电池电量或其他电能转换成恒定电压或恒定电流输出的方法:DC-DC转换器、电荷泵电压变换器、LDO线性稳压器,并且做了对比研究。 然后,重点研究LDO线性稳压器。先对LDO进行了基础理论研究,分析了频率补偿、压差、瞬态响应、线性调整率、负载调整率等各项关键性能指标。在此基础上,提出了一种增益高,并增加了快速反馈环路的LDO线性稳压器。运用SRE技术,进一步提高了瞬态响应的性能。 最后,对本芯片的高增益误差放大器和快速环路设计以及SRE电路做了软件仿真,仿真结果表明,输出电压的线性调整率和负载调整率均得到改善。 关键词:双模式DC-DC转换器;LDO线性调整器;平均化建模

Abstract This paper do the research and design in view of the portable electronic devices power management chips. First, introduced three kinds of realization of the battery power or other will transform electrical energy constant voltage or constant current output methods: DC-DC converter, the charge pump voltage converter, LDO linear regulator, and do a comparative study. Then, the paper regard researching LDO linear regulator as the key. First, research the LDO basic theory, analyzes the frequency compensation, differential pressure, transient response, linear adjust rate, load adjusting the key performance index rate, etc. Based on this, puts forward a gain high, and the rapid increase of the feedback loop LDO linear regulators. Use SRE technology, and to further improve the performance of the transient response. Finally, take the highly Err.amp and fast loop SRE circuit design to the software simulation, the simulation results show that the output voltage of the linear adjustment rate and the load rate adjustment is improved. Keywords :Dual-mode DC-DC converter;LDO linear regulator;Averaged model

8种常见电源管理IC芯片介绍

8种常见电源管理IC芯片介绍 在日常生活中,人们对电子设备的依赖越来越严重,电子技术的更新换代,也同时意味着人们对电源的技术发展寄予厚望,下面就为大家介绍电源管理技 术的主要分类。 电源管理半导体从所包含的器件来说,明确强调电源管理集成电路(电源管 理IC,简称电源管理芯片)的位置和作用。电源管理半导体包括两部分,即电源管理集成电路和电源管理分立式半导体器件。 电源管理集成电路包括很多种类别,大致又分成电压调整和接口电路两方面。电压凋整器包含线性低压降稳压器(即LDO),以及正、负输出系列电路,此 外不有脉宽调制(PWM)型的开关型电路等。因技术进步,集成电路芯片内数字电路的物理尺寸越来越小,因而工作电源向低电压发展,一系列新型电压 调整器应运而生。电源管理用接口电路主要有接口驱动器、马达驱动器、功率场效应晶体管(MOSFET)驱动器以及高电压/大电流的显示驱动器等等。 电源管理分立式半导体器件则包括一些传统的功率半导体器件,可将它分为 两大类,一类包含整流器和晶闸管;另一类是三极管型,包含功率双极性晶体管,含有MOS 结构的功率场效应晶体管(MOSFET)和绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等。 在某种程度上来说,正是因为电源管理IC 的大量发展,功率半导体才改称 为电源管理半导体。也正是因为这么多的集成电路(IC)进入电源领域,人们 才更多地以电源管理来称呼现阶段的电源技术。 电源管理半导体本中的主导部分是电源管理IC,大致可归纳为下述8 种。 1、AC/DC 调制IC。内含低电压控制电路及高压开关晶体管。 2、DC/DC 调制IC。包括升压/降压调节器,以及电荷泵。

自助终端售票系统方案

自助终端售票系统建设方案 v1.5 (内部资料请保密)

目录 1引言 (3) 1.1目的 (3) 2系统概述 (3) 2.1总体架构 (4) 2.2硬件网络拓扑图 (4) 3终端软件功能 (5) 3.1购票 (5) 3.2兑票 (5) 3.3查询 (6) 4终端管理 (6) 4.1终端标识 (7) 4.2终端信息 (7) 4.3终端状态管理 (8) 4.4终端应用程序管理 (10) 4.5终端应用程序更新 (10) 4.6终端监控 (11) 4.7终端参数配置 (11) 4.8售票终端与服务端的通信 (12) 4.9通信安全效验 (14) 5后台服务系统 (14) 5.1业务系统 (14) 5.2第三方系统接口 (15) 6自助终端硬件清单 (20) 7软件负载均衡 (21) 7.1业务处理时延 (21) 7.2业务并发处理数 (22) 7.3负载解决方案 (22)

1 引言 据官方统计,2009年中国电影票房市场突破60亿,相比去年增幅40%,连续5年中国票房超过30%的增长。在这票房市场高速成长的同时,以硬件设施专业,环境豪华舒适为代表的现代化影城如雨后春笋般林立在各大都市,影城之间的竞争也日趋激烈和白热化,如何在这高度同质化竞争中,如何建立以会员为核心的运营体系、扩充渠道销售,如何提升以为用户为中心的客户服务,拉开差异,是院线值得深思熟虑的问题。 以自助终端为主要载体的手机购票模式能够为院线带来新的利益点,为用户提供了更为方便、快捷一站式自助服务,极大的提升影城运营效率,降低了运营成本,为影城用户提供更为方便的购票体验和丰富的增值服务,为影院可持续性运营发展提供了有力保障。 1.1 目的 本文档的编写是为了阐述万达院线自助售票系统的总体架构、业务流程、功能模块、财务结算、系统负载均衡。 2 系统概述 自助售票系统是为观影用户提供使用储值会员卡、银联卡、手机支付在影城的自助终端机上购票、兑票、查询等一站式自助服务。该系统延伸了购票渠道,极大的缓解了影城前台的购票压力,为用户减少了等待时间,提升了用户观影体验。 该系统主要是自助终端机、终端管理系统、后台业务系统三大块组成。 自助终端机部署在影城负责和用户之间的人机交互,能过会员接口,银联接口完成现场支付。 后台业务系统部署在中心平台,接受自助终端机传送过来的请求,处理出票、配送、兑票验证等业务逻辑。 终端管理系统部署在中心平台,负责对全国影城的自助终端提供远程更新、系统监控、状态管理等服务。

电池电源管理系统设计

电源招聘专家 我国是一个煤矿事故多发的国家,为进一步提高煤矿安全防护能力和应急救援水平,借鉴美国、澳大利亚、南非等国家成功的经验和做法,2010年,国家把建设煤矿井下避难硐室应用试点列入了煤矿安全改造项目重点支持方向。 为了满足井下复杂的运行环境及井下避难硐室对电池电源运行稳定、安全可靠、大电流输出等关键要求,研发了基于MAX17830的矿用电池电源管理系统。 1 总体技术方案 根据煤矿井下的环境及井下避难硐室对电池电源运行稳定、安全可靠、大电流输出等关键要求,结合磷酸铁锂电池的特性,采用MAX17830作为矿用电池管理系统的采集与保护芯片。 本矿用电池电源管理系统由五部分组成,分别为显示模块、管理模块、执行机构、电池组、防爆壳。整个电池电源管理系统共设有4对接线口:24 V直流输出端口、24 V直流充电端口、485通信端口和CAN通信端口[1-2]。 本矿用电池电源管理系统的工作流程如图1所示。 2 电池电源管理系统硬件设计 2.1 器件选择及布局 本矿用电池电源管理系统设计所采用的主要器件如表1所示。 按照器件的功能及电池管理系统的特点,对器件进行布局设计,器件布局情况如图2所示。 2.2 核心电路解析 2.2.1 MAX17830介绍 MAX17830芯片由美国的美信半导体公司生产,包含12路电压检测通道、12路平衡电路控制引脚及2路NTC温度传感器。在本电池电源管理系统中使用了8路电压检测通道、8路平衡电路控制引脚和2路NTC温度传感器。MAX17830采集8个单体电池的电压并使用IIC通信协议与CPU通信,将采集的数据发送给CPU,接受CPU的控制[3-4]。 2.2.2 电池电压采集与过充保护电路 此电路围绕着MAX17830而设计,负责整个电池组单体电池的电压采集、过充保护、平衡管理等,其电路设计的原理图如3所示。 3 电池电源管理系统软件设计 3.1 软件基本功能 为了保证电池电源系统的稳定,设计电池电源管理系统软件的基本功能如下[5]: (1)动态信息的采样,对单体电压、单体温度、电池组电流、电池组电压进行采样;(2)电管理,根据系统动态参数对充电过程、放电过程、短路情况进行报警、主动保护多级管理措施; (3)热管理,电池单体高于或低于指定界限时电池电源管理系统将采取保护措施并报警;(4)均衡管理,充、放电过程中可对单体电池持续有效地提供高达70 mA的均衡电流,每块单体电池设有一路均衡电路; (5)数据管理,使用CAN/485通信协议可实时读取、调用系统存储的数据及管理系统工作状态。详实记录过流、过压、过温等报警信息,作为系统诊断的依据; (6)电量评估,长时间精准剩余电量估计,实验室SoC估计精度在97%以上(-40 ℃~

便携产品常用电源管理芯片的应用指南

便携产品常用电源管理芯片的应用指南 2007-09-0800:49 便携产品常用电源管理芯片 ?低压差稳压器(LDO Linear Regulators) LDO VLDO; ?基于电感器储能的DC/DC Converters(Inductor Based Switching Regulators) Buck Boost Buck-Boost; ?基于电容器储能的Charge Pumps(Switched Capacitor Regulators);; ?电池充电管理Battery Chargers; ?锂电池保护Lithium Battery Protection; 电源管理芯片选用思考 ?选用生产工艺成熟、品质优秀的生产厂家产品; ?选用工作频率高的芯片,以降低成本周边电路的应用成本; ?选用封装小的芯片,以满足便携产品对体积的要求; ?选用技术支持好的生产厂家,方便解决应用设计中的问题; ?选用产品资料齐全、样品和DEMO申请用易、能大量供货的芯片; ?选用产品性能/价格比好的芯片; LDO线性低压差稳压器 LDO线性低压差稳压器是最简单的线性稳压器,由于其本身存在DC无开关电压转换,所以它只能把输入电压降为更低的电压。它最大的缺点是在热量管理方面,因为其转换效率近似等于输出电压除以输入电压的值。例如,如果一个驱动图像处理器的LDO输入电源是从单节锂电池标称的3.6V,在电流为200mA时输出1.8V电压,那么转换效率仅为50%,因此在手机中产生了一些发热点,并缩短了电池工作时间。虽然就较大的输入与输出电压差而言,确实存在这些缺点,但是当电压差较小时,情况就不同了。例如,如果电压从1.5V降至1.2V,效率就变成了80%。 当采用1.5V主电源并需要降压至1.2V为DSP内核供电时,开关稳压器就没有明显的优势了。实际上,开关稳压器不能用来将1.5V电压降至1.2V,因为无法完全提升MOSFET(无论是在片内还是在片外)。标准低压差(LDO)稳压器也无法完成这个任务,因为其压差通常高于300mV。理想的解决方案是采用一个非常低压差(VLDO)稳压器,输入电压范围接近1V,其压差低于300mV,内部基准接近0.5V。这样的VLDO稳压器可以很容易地将电压从1.5V降至1.2V,转换效率为80%。因为在这一电压上的功率级通常为100mA左右,那么30mW的功率损耗是可以接受的。VLDO的输出纹波可低于1mVP-P。将VLDO作为一个降压型开关稳压器的后稳压器就可容易地确保低纹波。 开关式DC/DC升降压稳压器 ?当输入与输出的电压差较高时,开关稳压器避开了所有线性稳压器的效率问题。它通过使用低电阻开关和磁存储单元实现了高达96%的效率,因此极大地降低了转换过程中的功率损失。 ?选用开关频率高的DC/DC可以极大地缩小外部电感器和电容器的尺寸和容量,如超过2MHz的高开关频率。

电源管理芯片引脚定义(精)

电源管理芯片引脚定义 1、VCC 电源管理芯片供电 2、VDD 门驱动器供电电压输入或初级控制信号供电源 3、VID-4 CPU与CPU供电管理芯片VID信号连接引脚,主要指示芯片的输出信号,使两个场管输出正确的工作电压。 4、RUN SD SHDN EN 不同芯片的开始工作引脚。 5、PGOOD PG cpu内核供电电路正常工作信号输出。 6、VTTGOOD cpu外核供电正常信号输出。 7、UGATE 高端场管的控制信号。 8、LGATE 低端场管的控制信号。 9、PHASE 相电压引脚连接过压保护端。 10、VSEN 电压检测引脚。 11、FB 电流反馈输入即检测电流输出的大小。 12、COMP 电流补偿控制引脚。 13、DRIVE cpu外核场管驱动信号输出。 14、OCSET 12v供电电路过流保护输入端。 15、BOOT 次级驱动信号器过流保护输入端。 16、VIN cpu外核供电转换电路供电来源芯片连接引脚。 17、VOUT cpu外核供电电路输出端与芯片连接。 18、SS 芯片启动延时控制端,一般接电容。 19、AGND GND PGND 模拟地地线电源地 20、FAULT 过耗指示器输出,为其损耗功率:如温度超过135度时高电平转到低电平指示该芯片过耗。 21、SET 调整电流限制输入。

22、SKIP 静音控制,接地为低噪声。 23、TON 计时选择控制输入。 24、REF 基准电压输出。 25、OVP 过压保护控制输入脚,接地为正常操作和具有过压保护功能,连VCC丧失过压保护功能。 26、FBS 电压输出远端反馈感应输入。 27、STEER 逻辑控制第二反馈输入。 28、TIME/ON 5 双重用途时电容和开或关控制输入 29、RESET 复位输出V1-0v跳变,低电平时复位。 30、SEQ 选择PWM电源电平轮换器的次序:SEQ接地时 5v输出在3.3v之前。SEQ接REF上,3.3v 5v各自独立。SEQ接v1上时 3.3v输出在5v之前。 31、RT 定时电阻。 32、CT 定时电容。 33、ILIM 电流限制门限调整。 34、SYNC 振荡器同步和频率选择,150Khz操作时,sync连接到GND, 300Khz时连接到REF上,用0-5v驱使sync 使频率在340-195Khz. 35、VIN 电压输入 36、VREFEN 参考电压 37、VOUT 电压输出 38、VCNTL 供电

电源管理模块功能与原理

电源管理模块功能及原理-----------------------作者:

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复合线路滤波器及其应用 摘要:在分析了锂离子电池的充电过程和bqTINY-II系列电源管理芯片功能特点的基础上,设计出了一种以bq24020芯片为核心的电源管理模块,并详细介绍了该模块的功能和工作原理。 关键词:锂电池;USB电源;恒流充电;恒压充电 0 引言 便携式电子产品以电池作为电源。随着便携式产品的迅猛发展,各种电池的用量大增,并且开发出许多新型电池。近年来开发的高能量密度的锂离子电池具有体积小、容量大、待机时间长等特性,非常适合便携式系统的应用。 在便携式电子产品的设计过程中,其电源管理模块的设计是十分重要的,因为这关系到整个系统工作的稳定性、持续性及快速恢复的能力问题。尤其是在使用锂电池作为系统电源时,其电源管理模块的作用更加突现。本文针对锂电池充电的特点,介绍了一种基于bqTINY-II的便携式电子心音检测仪电源管理模块解决方案。 1 锂离子电池充电过程 锂系列(锂离子或锂聚合物)电池的充电过程分为3个阶段,如图1所示。

图1 三阶段充电流程图 第一阶段为检验和预充电阶段。该阶段主要的任务是:验证电池的温度并将其调整到适合快速充电的范围内;检测电池电压并将其提高到一个安全水平。温度检验和预充电提高了电池的安全性和使用寿命。 第二阶段将以“1C”或略低的电流进行恒流充电。一旦电池达到它的电压限幅4.1V 或4.2V,则已完成对大约70%的容量的充电,并进入第三阶段充电。 第三阶段是对电池进行恒压充电,为了使安全性和电量达到最大化,需要将充电电压稳定在±1%的精度内。在恒压充电阶段,充电电流逐渐变小,并且在大多数情况下,当这个充电电流接近快速充电电流的10%,即C/10时,充电过程就结束了。 2 基于bqTINY-II的电源管理模块 bqTINY-II是TI推出的电池充电管理芯片,它为电源系统设计人员带来一套集成解决方案。该芯片将自动电源选择、功率FET和电流传感器、高精准度的稳流和稳压能力、充电状态显示和充电中止等功能集为一体。它的一个重要特点是其可以选择两种充电模式,支持目前流行的USB接口充电。

便携式电源管理设计

便携式电源管理设计 袁林 2009.09.24

一、概述 二、主要类型电源管理说明 三、主要类型电源管理比较 四、系统电源设计

一、概述 主要讨论便携式电源管理一般理论及实践知识。一般使用3种类型器件,LDO、DC-DC和Charge Pump。 ? 1.1、DC-DC稳压器 DC-DC稳压器一般都采用脉冲宽度调制(PWM)技 术,其特点是频率高,效率高。 DC-DC稳压器按其功能分成Buck式DC-DC(Step- down)、Boost式DC-DC(Step-up)和Buck- Boost式DC-DC。当输入与输出的电压差较高时, 通过使用低电阻开关和磁存储单元实现高达85%以 上的效率,因此可以极大地降低了转换过程中的功 率损失。

一、概述 ? 1.2、LDO LDO与三端稳压器最大的不同点在于,LDO是一个自耗很低的微型片上系 统(SoC),使用具有低在线导通电阻RDS(ON)的MOSFET管或三极管。只 能降压使用。输入电压与输出电压最小工作压降取决于导通电阻。 ? 1.3、Charge Pump 电容式电荷泵通过开关阵列和振荡器、逻辑电路、比较控制器实现电压 提升,采用电容器来贮存能量。其不仅可升高或降低输入电压,而且还 可用于产生负电压。电荷泵是无须电感的,但需要外部电容器。能够提 供90%以上的效率。 根据其控制方式,这种结构的输出电压只能是输入电压的倍数,利用内 部开关和外部飞电容(flying capacitor)能够获得输入电压的2 倍、1.5 倍或-1 倍等电压输出。

另外一种在手机等手持式设备上使用较多的是PMU 器件。? 1.4、PMU 电源管理器件PMU (POWER MANAGEMENT UNIT )也就是电源管理 单元,集成度很高,内部主要由多路不同类型的DC - DC 和多路LDO 组成,还可能集成了其他功能,如POWER ON/OFF 、ADC 、DAC 、AUDIO 、RTC 、GPIO 、LCD 、CAMERA 、LED 等。上电时有默认值,可通过CPU 对其进行修改相关配置,从而改变相关输入输出值或功能,内部具有上电时序控制,也具有进入不同工 作状态模式等功能。非常适用于电池供电、对小尺寸 空间有要求的便携式产品上。 一、 概述

智能自助终端系统解决方案

智能自助终端系统解决方案 V 1.0 2015年8月

目录 一、系统简介 (1) 二、系统平台介绍 (1) 1、智能自助终端 (1) 2、后台管理服务器 (1) 三、系统架构 (2) 四、功能介绍 (3) 1、终端管理员(快递员、配送员)存货 (3) 2、客户取货 (4) 3、系统设置 (6) (1)基本设置 (6) (2)广告设置 (7) (3)监控设置 (8) 4、后台管理 (8) 五、应用领域 (10) 六、典型案例 (10) 七、后期开发计划 (10)

一、系统简介 智能自助终端系统分为智能自助用户终端和后台管理服务器,终端采用3G网络连接至互联网,与后台服务器之间采用http协议通信,数据通信协议格式采用JSON。 智能自助用户终端具有二维码扫描与识别、RFID刷卡身份验证、3G拨号上网、GSM短信接收、柜门驱动及控制、后台摄像头监控刻录、广告视频播放等功能。 后台管理服务器具有对多个智能自助用户终端进行远程实时管理,动态掌握各个终端中柜子的存货信息以及订单进行管理,对整个系统数据进行综合智能分析,提供决策依据。 二、系统平台介绍 1、智能自助终端 硬件平台:Cortex-A8或者S3C6410处理器 操作系统:Linux2.6.35 数据库:嵌入式SQLite GUI界面:QT4.7 2、后台管理服务器 在Apache部署后台管理服务器程序,开发工具及数据库使用Java+MySQL。

三、系统架构

四、功能介绍 1、终端管理员(快递员、配送员)存货 终端管理员(快递员、配送员)凭借自身分配的射频卡靠近RFID刷卡模块接收范围,即可根据权限进入如下界面。 选择“二维码扫描”存货方式,即可进入如下界面。

电源管理芯片LDO和DC-DC的区别

电源管理芯片LDO和DC-DC的区别

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DC/DC和LDO的区别 LDO :LOW DROPOUT VOLTAGE 低压差线性稳压器,故名思意,为线性的稳压器,仅能使用在降压应用中。也就是输出电压必需小于输入电压。 优点:稳定性好,负载响应快。输出纹波小 缺点:效率低,输入输出的电压差不能太大。负载不能太大,目前最大的LDO 为5A(但要保证5A的输出还有很多的限制条件) DC/DC:直流电压转直流电压。严格来讲,LDO也是DC/DC的一种,但目前DC/DC多指开关电源。 具有很多种拓朴结构,如BUCK,BOOST。等。。 优点:效率高,输入电压范围较宽。 缺点:负载响应比LDO差,输出纹波比LDO大。 DC / DC 和LDO的区别是什么? DC/DC 转换器一般由控制芯片,电杆线圈,二极管,三极管,电容构成。DC/DC 转换器为转变输入电压后有效输出固定电压的电压转换器。DC/DC转换器分为三类:升压型DC/DC转换器、降压型DC/DC转换器以及升降压型DC/DC转换器。根据需求可采用三类控制。PWM控制型效率高并具有良好的输出电压纹波和噪声。PFM控制型即使长时间使用,尤其小负载时具有耗电小的优点。PWM/PFM转换型小负载时实行PFM控制,且在重负载时自动转换到PWM控制。目前DC-DC转换器广泛应用于手机、MP3、数码相机、便携式媒体播放器等产品中。 LDO是low dropout voltage regulator的缩写,整流器. DC-DC,其实内部是先把DC直流电源转变为交流电电源AC。通常是一种自激震荡电路,所以外面需要电感等分立元件。 然后在输出端再通过积分滤波,又回到DC电源。由于产生AC电源,所以可以很轻松的进行升压跟降压。两次转换,必然会产生损耗,这就是大家都在努力研究的如何提高DC-DC效率的问题。 1.DCtoDC包括boost(升压)、buck(降压)、Boost/buck(升/降压)和反相结构,具有高效率、高输出电流、低静态电流等特点,随着集成度的提高,许多新型DC-DC 转换器的外围电路仅需电感和滤波电容;但该类电源控制器的输出纹波和开关噪声较大、成本相对较高。 2.LDO:低压差线性稳压器的突出优点是具有最低的成本,最低的噪声和最低的静态电流。它的外围器件也很少,通常只有一两个旁路电容。新型LDO可达到以下指标:30μV 输出噪声、60dB PSRR、6μA 静态电流及100mV 的压差。LDO 线性稳压器能够实现这些特性的主要原因在于内部调整管采用了P 沟道场效应管,而不是通常线性稳压器中的PNP 晶体管。P 沟道的场效应管不需要基极电流驱动,所以大大降低了器件本身的电源电流;另一方面,在采用PNP 管的结

自助终端服务器项目规划设计方案

自助终端服务器项目 规划设计方案 规划设计/投资方案/产业运营

自助终端服务器项目规划设计方案说明 随着社会的发展,自助服务终端应用越来越广泛,从银行的ATM机、POS机、排队叫号机等等自助终端设备得到很多行业的青睐,不仅是因为自助终端设备自身所带来的便捷服务,也是社会经济发展下一个不可缺少的产物。近年来随着互联网技术的普及,金融、医疗、交通等行业对于自助终端服务设备的需求越来越大,截止2018年我国自助服务终端设备保有量已经达到523.1万台,同比增长18.00%。 该自助终端服务器项目计划总投资6174.12万元,其中:固定资产投资4881.26万元,占项目总投资的79.06%;流动资金1292.86万元,占项目总投资的20.94%。 达产年营业收入8784.00万元,总成本费用6591.46万元,税金及附加108.17万元,利润总额2192.54万元,利税总额2603.13万元,税后净利润1644.40万元,达产年纳税总额958.72万元;达产年投资利润率35.51%,投资利税率42.16%,投资回报率26.63%,全部投资回收期5.25年,提供就业职位139个。 报告根据项目建设进度及项目承办单位能够提供的资本金等情况,提出建设项目资金筹措方案,编制建设投资估算筹措表和分年度资金使用计划表。

...... 报告主要内容:项目概述、背景及必要性研究分析、产业调研分析、产品规划分析、项目选址研究、项目工程设计研究、工艺技术分析、环境保护概述、安全卫生、项目风险性分析、项目节能概况、进度说明、投资估算与资金筹措、项目盈利能力分析、综合评价等。

电源管理芯片

便携产品电源管理芯片的设计技巧 随着便携产品日趋小巧轻薄,对电源管理芯片也提出更高的要求,诸如高集成度、高可靠性、低噪声、抗干扰、低功耗等.本文探讨了在便携产品电源设计的实际应用中需要注意的各方面问题. 便携产品的电源设计需要系统级思维,在开发手机、MP3、PDA、PMP、DSC等由电池供电的低功耗产品时,如果电源系统设计不合理,会影响到整个系统的架构、产品的特性组合、元件的选择、软件的设计以及功率分配架构等.同样,在系统设计中,也要从节省电池能量的角度出发多加考虑.例如,现在便携产品的处理器一般都设有几种不同的工作状态,通过一系列不同的节能模式(空闲、睡眠、深度睡眠等)可减少对电池容量的消耗.当用户的系统不需要最大处理能力时,处理器就会进入电源消耗较少的低功耗模式. 从便携式产品电源管理的发展趋势来看,需要考虑以下几个问题:1. 电源设计必须要从成本、性能和产品上市时间等整个系统设计来考虑;2. 便携产品日趋小巧轻薄化,必需考虑电源系统体积小、重量轻的问题;3. 选用电源管理芯片力求高集成度、高可靠性、低噪声、抗干扰、低功耗,突破散热瓶颈,延长电池寿命;4. 选用具有新技术的新型电源芯片进行方案设计,这是保证产品先进性的基本条件,也是便携产品电源管理的永恒追求. 便携产品常用电源管理芯片包括:低压差稳压器(LDO)、非常低压差稳压器(VLDO)、基于电感器储能的DC/DC转换器(降压电路Buck、升压电路Boost、降压-升压变换器Buck-Boost)、基于电容器储能的电荷泵、电池充电管理芯片、锂电池保护IC. 选用电源管理芯片时应注意:选用生产工艺成熟、品质优秀的生产厂家产品;选用工作频率高的芯片,以降低周边电路的应用成本;选用封装小的芯片,以满足便携产品对体积的要求;选用技术支持好的生产厂家,方便解决应用设计中的问题;选用产品资料齐全、样品和DEMO易于申请、能大量供货的芯片;选用性价比好的芯片. LDO线性低压差稳压器 LDO线性低压差稳压器是最简单的线性稳压器,由于其本身存在DC无开关电压转换,所以它只能把输入电压降为更低的电压.它最大的缺点是在热量管理方面,因为其转换效率近似等于输出电压除以输入电压的值. LDO电流主通道在其内部是由一个MOSFET加一个过流检测电阻组成,肖特基二极管作反相保护,输出端的分压电阻取出返馈电去控制MOSFET的流通电流大小,EN使能端可从外部去控制它的工作状态,内部还设置过流保护、过温保护、信号放大、Power-OK、基准源等电路,实际上LDO已是一多电路集成的SoC.LDO的ESD>4KV,HBM ESD>8KV. 低压差稳压器的应用象三端稳压一样简单方便,一般在输入、输出端各加一个滤波电容器即可.电容器的材质对滤波效果有明显影响,一定要选用低ESR的X7R & X5R陶瓷电容器. LDO布线设计要点是考虑如何降低PCB板上的噪音和纹波,如何走好线是一个技巧加经验的工艺性细活,也是设计产品成功的关键之一.图1说明了如何设计走线电路图,掌握好电流回流的节点,有效的控制和降低噪音和纹波.优化布线方案是值得参考的. 图1:LDO布线电路方案 如果一个驱动图像处理器的LDO输入电源是从单节锂电池标称的3.6V,在电流为200mA时输出1.8V电压,那么转换效率仅为50%,因此在手机中产生一些发热点,并缩短了电池工作时间.虽然就较大的输入与输出电压差而言,确实存在这些缺点,但是当电压差较小时,情况就不同了.例如,如果电压从1.5V降至1.2V,效率就变成了80%. 当采用1.5V主电源并需要降压至1.2V为DSP内核供电时,开关稳压器就没有明显的优势了.实际上,开关稳压器不能用来将1.5V电压降至1.2V,因为无法完全提升MOSFET(无论是在片内还是在片外).LDO稳压器也无法完成这个任务,因为其压差通常高于300mV.

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