系统芯片电源管理模块的设计

系统芯片电源管理模块的设计

摘要：超深亚微米系统芯片具有规模大，复杂度高，系统时钟频率快的特点。

传统的由外部电源直接给芯片供电的方式，由于稳定性等问题往往不能保证芯片

正常工作，一些系统设计者采取的电源管理设计方法是采用外加电压转换电路芯片，以及低电压检测电路芯片。基于FC接口实现电源管理模块通信，实现较多

数据文件的传输。采用应用系统集成于SOC技术，尽可能减少系统体积重量，提

高系统的性能、可靠性，并能降低系统的制造成本。

关键词：智能手机；电源模块；设计

随着人类社会向智能化的方向发展，嵌入式的应用也逐渐迎来了新的发展前景。各种各样的电子娱乐设备不断进入人们的生活中，其中以便携式设备的使用

最为广泛，如手机，笔记本电脑，数码相机等。而嵌入式便携设备大多都有功耗

约束，降低功耗，延长待机时间是其追求的目标。目前很多智能手机在密集使用

下只能维持半天，多数摄像机和数码相机在一次充电后都只有一个小时左右的累

积工作时间。这些便携设备的待机时间相对较短，不能很好的满足用户的使用需求。

一、智能电源管理模块的系统结构

智能电源管理模块是以片上系统SOC为控制中心，实现对数据的采集。模块

由电压电流调理电路、开关阵列电路、AD 选通转换电路、控制器、存储器、FC

接口等构成，主要负责电源模块的检测和控制。当上电BIT 测试正确，则电源管

理模块以一组固定的动作序列去控制开关阵列PSA 向外供电；若流经PSA 电流超

出范围Is≥IsMAX，控制PSA 并对其进行状态转换；在应急供电下，停止对通用模

块供电，只对关键模块供电；电源管理模块通过FC 接口与系统管理者进行传输

开关动作状态、报警信息、数据各支路电流，记录电源自测试BIT 结果、故障信息。

二、电源管理模块电路设计

1、复位电路。复位类型包括上电复位、手动复位、调试口复位、软件复位

和看门狗复位。上电或手动复位有效时产生200ms 的低电平复位信号，提供给SOC芯片作为系统复位触发源之一。调试口复位由外部调试工具产生，用于复位ARM922T 处理器的调试接口。软件复位指系统根据软件运行要求生成的复位触发源。而当系统在规定时间内，没有得到响应时产生看门狗复位。当SOC芯片接收

到上述复位类型中任意一种触发复位机制，由SOC芯片输出系统复位信号对电源

管理模块进行复位。

2、时钟电路。电源管理模块中需要使用时钟的电路有：SOC芯片、FC 接口。其中，SOC芯片选择53.125MHz 运行时钟，内部进行4 倍频提供ARM922T 处理

器使用。FC 接口收、发数据时钟频率为106.25MHz。

3、存储器电路。电源管理模块中的存储器是SDRAM 存储器。该存储器工作

电压为3.3V，封装为54 引脚的TSOP，容量为32M*16。在设计时使用2 片

K4S511632E 实现32 位操作。SOC芯片内置SDRAM 存储器控制器，提供SDRAM

的时序控制逻辑，并且提供SDRAM 访问时钟，时钟频率为56.125MHz，同存储

器时钟的时钟频率和相位在EDA 设计时保持一致。

4、逻辑控制电路。它是电源管理模块的控制部分，由重写电路、状态控制

电路、模拟控制电路、低电压逻辑电路、重启控制电路五部分组成。重启控制电

路接收电源启动信号和由低电压逻辑控制电路产生的低电压重启信号，产生控制

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

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 ℃～

智能手机电源管理模块的设计

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/de5011322.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

远程电源管理系统设计

远程电源管理系统设计 作者：吴能伟 来源：《现代电子技术》2013年第02期 摘要：在海军武器着靶试验中，为了保护实测数据和提高光电设备的可靠性，利用Atmegal61丰富的资源和接口，设计一套远程电源管理系统。该系统以锂电池组作为备用电源，依靠单片机处理远控中心发送的目标测量数据及控制命令，对固态继电器的工作状态进行控制。试验结果表明该系统能自主完成光电设备电源的远程管理，获取完整的目标实况景象，具有一定的现实意义。 关键词：AVR单片机；固态继电器；电源管理；串行通信 中图分类号：TN911?34；TP273 文献标识码：A 文章编号：1004?373X（2013） 02?0162?03 光电设备具有低成本、易布站、高精度的优点，逐步成为海军武器试验中获取空间目标飞行状态和轨迹的主力军[1]。随着精确制导、远程打击等高技术兵器武器的出现，要检验和鉴定此类目标的性能和威胁，不仅需要获取目标的空间坐标，同时要求测量目标着靶时的姿态信息。而目标着靶是一个瞬态过程，不易捕捉，因此常用高速光电设备在靶船上实时获取高质量的目标运动图像序列[2?3]，经事后处理得到目标的运动参数。不难看出图像数据直接决定试验的成败，因此有必要对设备的工作状态及电源等情况进行远程监视和管理[4]。 该平台以AVR单片机为核心，利用2节串联的充电锂电池作为备用电源[5]，依靠外围接口获取目标的实时信息（实测弹道数据、T0时刻等）。 在光电设备工作异常或落水时，控制固态继电器（Solid State Relay，SSR）实现系统的远程重启和关机[6]，为获取及保护目标的实时图像数据提供有力保障，因而具有重要的现实意义。 AVR单片机所需的电源电压为2.7～5.5 V，为了简化电路设计，提高系统的可靠性，为AVR单片机设计外部基准电压为5 V，利用L7805防止电池出现过用现象。 2.2 主控电路 主控电路如图3所示，ATmegal61单片机有1个可编程的同步/异步串行接口USART，可以满足与远控中心的通信要求，2个具有比较模式的灵活定时/计数器，可以完成延时时间的计算，预留的8路10位ADC端口可以扩展其他功能。为了满足嵌入式的设计要求，选用易于安装在电路板的G6B?2014P?US固态继电器，实现两路直流电源的同步控制。而继电器的驱动需要控制系统具有大电流的输出能力，ULN2003是高压大电流达林顿晶体管系列产品，可以很好地满足要求[11]。

电源管理模块

电源管理模块 手指康复机器人的数字电路部分需要直流电源供电，故电源管理模块首先采用的开关电源将220v 的交流电转换为直流电压，再利用低压线性稳压器为各个子模块供电。 为了避免模拟信号与数字信号地相互干扰，将交流电压转换为两个独立的直流电源，再分别为模拟电路和数字电路的电源供电。电源管理系统拓扑结构如下： 具体实现如下： ① +12V 转+8V 采用的是LM7808，这是一块三端集成的稳压电路，能够准确的降压到+8V 。电路两端的电容作用都为滤波，用来平滑电压与提高抗干扰能力。其中输出端并联220uF/25V 的电解电容，它自谐频率小，可以起到储能滤波的功能，消除低频干扰。但是由于大电容的电解电容自身存在一定的电感，对于高频信号以及脉冲干扰信号无法有效滤除，故并联一个或几个容值比较小的陶瓷电容，以达到滤除高频干扰信号的作用。 220V 交流电 12V 直流电源 LM2596S5 24V 直流电源 MRF 7808 NE555 LM117-3.3 7414 7474 ARM 外围电路 AD REF TLV5620 LT3080 LM358 WD5-24S5 直流电机电源 HCPL2630 TLP185 3.3 12 5 8 -8 24 5

②+12V转-8V采用NE555芯片，这是一款将模拟功能和逻辑功能很好的结合在一起的芯片，应用的范围十分广泛。 其内部结构如上，当NE555的第三脚输出高电平，通过D1向C1充电，电压可达11V。当NE555输出为低电平时，D1被C2反偏截止。C2向C3转移电荷，重复多次后C3电压达8V，相对地线则输出视为-8V ③+12V转+5V采用的是开关型集成稳压芯片LM2596，它内含固定频率振荡器,以及基准稳压器，并具备完善的保护电路、热关断电路、电流限制等。

MAX1647电源管理电路设计详解

MAX1647电源管理电路设计详解 随着二极管泵浦全固态激光器相关技术的不断发展，它在工业、国防 科研、生物医学工程等领域的应用越来越广泛，对其输出功率、可靠性要求也 不断提高。作为二极管泵浦全固态激光器的重要组成部分的电源，其可靠性、 稳定性也就显得格外重要。二极管泵浦全固态激光器的电源功率较大，输出为 大电流、低电压，工作脉冲频率较高（可达1kHz），输出电流、电压的稳定性要求很高。微小的电流扰动将影响激光器的出光质量，不当的保护可能引起巨 大的损失。针对这些特点，我们选择功能强大的电源管理芯片MAX1647作为 整个系统控制的核心部分，设计出完全满足要求的大功率激光器电源。 MAX1647电源管理芯片介绍 MAX1647是MAXIM公司的新型电源管理芯片，其内部结构如 在MAX1647的电压调整环中，通过SMBUS总线，经内部10位DAC 设置预置电压，负载电压与预置电压通过GMV误差放大器进行比较放大后的 误差信号输出到CCV端口，然后送到一个由二选一电路组成的恒流/恒压自动 转换电路的一个端子上，其中由CCV端口输出的误差信号由内部钳位电路限 制在1/4到3/4参考电压之间的；与电压调整环工作原理相类似，被钳位的电 流误差信号由CCI端口送到自动转换电路的另一个端子上；利用PWM控制器，把电压/电流误差信号转换为脉宽调制信号，用以驱动两个N沟道MOSFET管，经同步整流、滤波器滤波后，得到所需的输出信号。 MAX1647的输出特性曲线如整体电路设计 整体电路设计框 MAX1647电源管理芯片是整个系统的控制核心部分，它完成恒流、恒 压及相互之间自动转换的功能。但MAX1647的最大输出4A，不足以达到设计

电源管理芯片MAX1631,1632资料电路图

PART TEMP. RANGE BOARD TYPE MAX1630EVKIT-SO 0°C to +70°C Surface Mount MAX1631EVKIT-SO 0°C to +70°C Surface Mount MAX1632EVKIT-SO 0°C to +70°C Surface Mount 19-1211; Rev 0; 3/97 MAX1630/MAX1631/MAX1632 Evaluation Kits _______________General Description The MAX1630/MAX1631/MAX1632 evaluation kits (EV kits) each consist of one of three preassembled and tested evaluation boards (EV boards) that embody the standard application circuits. The MAX1630 and MAX1632 EV boards provide the triple-output 3.3V/5V/ 12V circuit, and the MAX1631 EV board provides the dual-output 3.3V/5V circuit. All three use the same PC board but have different components to accommodate different input voltage ranges. The main differences between the MAX1630 and MAX1632 EV boards are in the turns ratio (1:4 or 1:2.2) and in the location of the transformer connection (3.3V side or 5V side). Connecting the transformer to the 3.3V side allows lower input voltage. Connecting the transformer to the 5V side provides slightly better efficiency and lower stress voltages. These circuits are configured to deliver up to 3A of out- put current on each of the main PWM outputs with greater than 90% efficiency. The MAX1630/MAX1631/ MAX1632 EV kits can also be used to evaluate other output voltages. ____________________________Featur es Battery Range: 5.2V to 20V (MAX1630) 5.2V to 28V (MAX1631) 6.5V to 28V (MAX1632) Outputs: 3.3V at 3A 12V at 120mA 5V at 3A 5V at 30mA Keep-Alive 1:4 Transformer (MAX1630) 1:2.2 Transformer (MAX1632) Adjustable 2.5V to 5.5V Outputs (optional resistor divider) Precision 2.5V Reference Output Oscillator Sync Input Low-Noise Mode Control Input (SKIP ) Power-Good Monitor (RESET output) Fully Assembled and Tested ______________Or dering Information Common to All Thr ee EV Kits Maxim Integrated Products 1

探究大型风力发电机组变桨后备电源管理系统设计120

探究大型风力发电机组变桨后备电源管理系统设计 摘要：当今我国风力发电技术变得愈加成熟，在大型风力发电机组变桨系统当中，为了保障整个系统的安全性与可靠性，通常都要配置变桨后备电源，这就需 要做好后备电源管理系统设计工作，提高风力发电机组运行的有效性。基于此， 本文首先提出蓄电池在变桨控制系统中的应用，进而从软硬件两个方面提出后备 电源管理系统设计。 关键词：大型风力发电机组；后备电源；管理系统；变桨；设计 引言 工业的不断发展，虽然经济有所提升，但是资源、能源紧缺问题却愈加严重。为了能够实现可持续发展道路的战略，加强可再生能源的研究与研究已经成为了 必然趋势，降低对传统能源的依赖性。风力发电是继火力发电、水利发电的又一 大发展体系，是当今电力领域研究的热点话题。风力发电技术作为当今能源领域 的新研究方向，已经从最初的几十千瓦逐渐升到了兆瓦级。但总体上来说，我国 风力发展技术还有很大的发展空间，特别是对于大型风力发电机组变桨问题来说，为了保证风力发电系统运行安全，需要全面加强后备电源管理工作，因此加强后 备电源管理系统设计尤为重要。 1蓄电池在变桨控制系统中的应用原理 结合能量守恒的原理，在能源转化当中，会在数量、时间、物质形态产生一 定差异。储能技术就是一种能量转化的“中介”，通过能量存储与释放，从而提高 能量转化与应用的灵活性。蓄电池作为化学储能的一种，具有易存储、易运输的 优势，在当今风电领域中的应用十分广泛。 为了可以提高大型风力发电系统的可靠性，变桨控制系统电源通常要设置备 用方案。后备电源主要是起到了紧急收浆的作用。如果大型风力发电机组产生了 故障问题，一组蓄电池可以为紧急变桨控制提供动力，在直流母线上并联电池组，之后统一安装到变频器上，在风电机正常运行当中，只需要通过浮点来保持电压 即可，假如在运行当中因为故障断电，系统会自动将直流电传输给变频器，变频 器通电之后即可实现相应功能，带动伺服电机运行实现收浆。 2硬件系统设计 2.1电源电路设计 （1）电池组串充电源 电源作为风电机的重要驱动装置，保证电源运行质量可以确保设备运行效率 以及运行安全性。这就需要保证电源电路设计的科学性。大部分电源管理系统都 是采用了4节电池组串充方法，电压为52VDC，因此主要的电源电路中需要融入 +52V电源电路。在实践应用当中需要采用MC34063芯片，包含了DC/DC变换器 各种功能，由单片机统一控制电路。 （2）其他电源 +15V电源，电路由MC34063芯片产生+15V电源，相比+52V电源，+15V电 源主要是采用了MC34063降压变换器形式；+5V电源，主要是采用了稳压块 7808芯片，之后通过+15V电源转化而来；+12V电源当中，主要是通过VOLTREG7812稳压块来实现相关功能，由+15V电源驱动。运行稳压7812模块过 程中，输入电源要比输出电源更大一些，通常为2V以上。 2.2 LED显示系统 LED驱动系统应用DIP-8开关和单片机I/O输出端口连接，个女警单片机实际

2015新DK106高性能开关电源管理芯片

DK106(BOM)-5V1A

功能描述 DK106芯片是专用小功率开关电源控制芯片，广泛用于电源适配器、LED电源、电磁炉、空调、DVD等小家电产品。 一、产品特点 ?采用双芯片设计，高压开关管采用双极型晶体管设计，以降低产品成本；控制电路采用大规模MOS数字电路设计,并采用E极驱动方式驱动双极型晶体芯片,以提高高压开关管的安全耐压值。内建自供电电路，不需要外部给芯片提供电源，有效的降低外部元件的数量及成本。 ?芯片内集成了高压恒流启动电路，无需外部加启动电阻。 ?内置过流保护电路，防过载保护电路，输出短路保护电路，温度保护电路及光藕失效保护电路。 ?内置斜坡补偿电路，保证在低电压及大功率输出时的电路稳定。 ?内置PWM振荡电路，并设有抖频功能，保证了良好的EMC特性。 ?内置变频功能，待机时自动降低工作频率，在满足欧洲绿色能源标准（<0.3W）同时，降低了输出电压的纹波。 ?内置高压保护，当输入母线电压高于保护电压时，芯片将自动关闭并进行延时重启。 ?内建斜坡电流驱动电路，降低了芯片的功耗并提高了电路的效率。 ?4KV防静电ESD测试。

二、功率范围 输入电压(85～264V ac ) (85～145V ac ) (180～264V ac ) 最大输出功率 6W 8W 8W 三、封装与引脚定义 引脚符号功能描述引 脚符号功能描述 1Gnd 接地引脚。1HV 2Gnd 接地引脚。2Nc 空脚或接地。3Fb 反馈控制端。3Fb 反馈控制端。4Vcc 供电引脚。 4Vcc 供电引脚。 5678 Collector 输出引脚，连接芯片内高压开关管Col-lector 端，与开关变压器相连。 7,8 Collector 输出引脚，连接芯片内高压开关管Col-lector 端，与开关变压器相连。 5,6GND 引脚接地。 四、内部电路框图

DCDC开关电源管理芯片得设计

DC-DC开关电源管理芯片得设计 引言 电源就是一切电子设备得心脏部分,其质量得好坏直接影响电子设备得可靠性。而开关电源更为如此,越来越受到人们得重视。目前得计算机设备与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,要求与之配套得电池供电系统体积更小、重量更轻、效率更高,必须采用高效率得DC/ DC开关稳压电源。 目前电力电子与电路得发展主要方向就是模块化、集成化。具有各种控制功能得专用芯片,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得幅值偏差范围内,需要复杂得控制技术,于就是各种 PWM控制结构得研究就成为研究得热点。在这样得前提下,设计开发开关电源DC-DC控制芯片,无论就是从经济,还就是科学研究上都就是就是很有价值得。 1、开关电源控制电路原理分析 DC－DC变换器就就是利用一个或多个开关器件得切换,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得导通时间来控制平均输出电压控制方法之一就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)与电流型控制(current mode control) 。电压型控制方式得基本原理就就是通过误差放大器输出信号与一固定得锯齿波进行比较,产生控制用得PWM信号。从控制理论得角度来讲,电压型控制方式就是一种单环控制系统。电压控制型变换器就是一个二阶系统,它有两个状态变量:输出滤波电容得电压与输出滤波电感得电流。二阶系统就是一个有条件稳定系统,只有对控制电路进行精心得设计与计算后,在满足一定得条件下,闭环系统方能稳定得工作。图1即为电压型控制得原理框图。 图1 电压型控制得原理框图 电流型控制就是指将误差放大器输出信号与采样到得电感峰值电流进行比较.从而对输出脉冲得占空比进行控制,使输出得电感峰值电流随误差电压变化而变化。电流控制型就是一个一阶系统,而一阶系统就是无条件得稳定系统。就是在传统得PWM电压控制得基础上,增加电流负反馈环节,使其成为一个双环控制系统,让电感电流不在就是一个独立得变量,从而使开关变换器得二阶模型变成了一个一阶系统。信号。从图2中可以瞧出,与单一闭环得电压控制模式相比,电流模式控制就是双闭环控制系统,外环由输出电压反馈电路形成,内环由互感

电源管理模块功能及原理

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。 bqTINY-II支持三阶段的充电程序如图1所示，包括预充电调节阶段、恒流充电阶段以及许多设备制造商都要求的高精准度恒压充电阶段。bqTINY-II的功耗极低，当系统未

车载电源管理系统设计

2009年5月电工技术学报Vol.24 No. 5 第24卷第5期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY May 2009 车载电源管理系统设计 张新丰杨殿阁薛雯陆良连小珉 （清华大学汽车安全与节能国家重点实验室北京 100084） 摘要设计了一种适用于分布式汽车电气控制系统的车载电源管理系统。根据车载电源管理的需要，以分布式控制的设计思想设计了智能继电器，实现了对电源通道的控制。针对电源通道过电流保护的要求，采用了选择性过载保护、瞬动保护和后备保险丝三种保护方法，达到了对多种过电流情况的保护功能。最后设计出该系统的原型样机，通过实验测试，并且得到应用。 关键词：车载电源电源管理系统过电流保护智能继电器电源通道 中图分类号：TM561 Automotive Electrical Power Management System Design Zhang Xinfeng Yang Diange Xue Wen Lu Liang Lian Xiaomin （Tsinghua University Beijing 100084 China） Abstract A kind of electrical power management system(EPMS) which is suitable for automotive distributed electrical system is proposed. According to the requirement of power supply in automotive distributed control system, a kind of smart relay is designed to manage the electrical power supply. Selective overload protection, instant protection and fuse protection method are adopted to meet over current protection requirement. Prototype is developed and tested, which has come into application. Keywords：Automotive electrical source, electrical power management system, over current protection, smart relay, power supply channel 1引言 随着总线技术的广泛应用，汽车电气系统总的发展趋势是分布式控制系统代替集中式控制系统[1]，且智能化器件越来越多[2-3]。在这样的系统中，最后的发展结果是电力线束与信号（通信、控制）线束互相独立[4]，汽车的电源网络作为一个相对独立的系统存在。 出于燃油经济性、动力性和舒适性的原因，车载电力电子设备广泛使用，汽车上电器的总功率不断增加，高端轿车的平均电功率从20世纪70年代不到500W上升到2005年的3000W，且还在不断增加[5]，因此汽车用电安全越来越受重视[6]，车载电源的管理问题也越来越重要。车载电源管理系统是今后汽车电气系统不可缺少的组成部分。 本文针对分布式汽车电气控制系统对车载电源的要求，基于分布式控制和分散控制的思想，提出了一种基于智能继电器的车载电源管理系统，目的在于加强车载用电的安全和管理。 2 车载电源管理系统 2.1 车载电源管理系统的功能 国内外许多学者提出了未来各种可能的车载电源的结构和设计方法[7,9]，未来的车载电源很可能是12V/24V/36V多种电制并存或混合多电制的电力系统；未来的车载电力负载包括各种控制器、车身附件和起动机，还可能增加许多现在用机械来驱动的负载，比如空调压缩机等。 车载电源管理系统在车载电源和车载电力负载之间，起到对车载电源的管理作用，包括：①对蓄电池进行SOC检测，以实现对蓄电池的亏电保护。 ②稳压电源输出，以满足车载部分特殊控制器对稳 北京市科委“智能电气”资助项目（041502305）。收稿日期 2007-12-05 改稿日期 2008-05-30

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。

手机的电源管理设计要点及方法

电源供应器网 https://www.wendangku.net/doc/de5011322.html,/news/192994_p2.html 手机的电源管理设计要点及方法 【大比特导读】随着手机的功能越来越多，用户对手机电池的能量需求也越来越高，现 有的锂离子电池已经越来越难以满足消费者对正常使用时间的要求。对此，业界主要采取两 种方法，一是开发具备更高能量密度的新型电池技术，如燃料电池;二是在电池的能量转换 效率和节能方面下功夫。 随着手机的功能越来越多，用户对手机电池的能量需求也越来越高，现有的锂离子电池 已经越来越难以满足消费者对正常使用时间的要求。对此，业界主要采取两种方法，一是开 发具备更高能量密度的新型电池技术，如燃料电池;二是在电池的能量转换效率和节能方面 下功夫。 为手机提供电能的技术在最近几年虽有不少创新和发展，但是还远远不能满足手机功能 发展的需要，因此如何提高电源管理技术并延长电池使用寿命，已经成为手机开发设计中的 主要挑战之一。 同时，设计者还必须明白消费者对手机的要求，这主要体现在以下几个方面：第一，体 积小。这要求提高系统的集成度，缩小元器件的封装体积，减小 PCB板的面积，这可能会 增加设计中解决电磁干扰(EMI)的难度。第二，重量轻。要求使用高效能的电池，在有限的 体积和重量下，提高电池的能量密度。目前大部分手机都使用单节锂离子或锂聚合物的电池， 容量为850-1000mAH。第三，通话时间长。要求提高工作时对电池中电能的转换效率，减少 待机时的漏电电流，提高使用效率。第四，价格便宜。要求产品的方案集成度高，分立器件 少而且成本低廉。第五，产品更新快。要求元器件简单易用、便于设计使用，硬件软件平台 统一，便于增加新的功能和特色。 因此，手机的电源管理要在进行手机系统方案设计时综合考虑，平衡省电、成本、体积 和开发时间等多种因素，进行最佳选择。总的来讲，可以从提高电能的转化效率和提高电能 的使用效率两方面着手进行手机的整体电源管理。 一、提高电能的转化效率 随着对电源管理要求的不断提高，手持设备中的电源变换从以往的线性电源逐渐走向开 关式电源。但并非开关电源可以代替一切，二者有各自的优势和劣势，适用于不同的场合。 线性电源 LDO具有成本低、封装小、外围器件少和噪音小的特点。在输出电流较小时，LDO的成 本只有开关电源的几分之一。LDO的封装从SOT23到SC70、QFN，直至WCSP晶圆级芯片封装， 非常适合在手持设备中使用。对于固定电压输出的使用场合，外围只需2到3个很小的电容 即可构成整个方案。

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

系统芯片电源管理模块的设计

系统芯片电源管理模块的设计 摘要：超深亚微米系统芯片具有规模大，复杂度高，系统时钟频率快的特点。 传统的由外部电源直接给芯片供电的方式，由于稳定性等问题往往不能保证芯片 正常工作，一些系统设计者采取的电源管理设计方法是采用外加电压转换电路芯片，以及低电压检测电路芯片。基于FC接口实现电源管理模块通信，实现较多 数据文件的传输。采用应用系统集成于SOC技术，尽可能减少系统体积重量，提 高系统的性能、可靠性，并能降低系统的制造成本。 关键词：智能手机；电源模块；设计 随着人类社会向智能化的方向发展，嵌入式的应用也逐渐迎来了新的发展前景。各种各样的电子娱乐设备不断进入人们的生活中，其中以便携式设备的使用 最为广泛，如手机，笔记本电脑，数码相机等。而嵌入式便携设备大多都有功耗 约束，降低功耗，延长待机时间是其追求的目标。目前很多智能手机在密集使用 下只能维持半天，多数摄像机和数码相机在一次充电后都只有一个小时左右的累 积工作时间。这些便携设备的待机时间相对较短，不能很好的满足用户的使用需求。 一、智能电源管理模块的系统结构 智能电源管理模块是以片上系统SOC为控制中心，实现对数据的采集。模块 由电压电流调理电路、开关阵列电路、AD 选通转换电路、控制器、存储器、FC 接口等构成，主要负责电源模块的检测和控制。当上电BIT 测试正确，则电源管 理模块以一组固定的动作序列去控制开关阵列PSA 向外供电；若流经PSA 电流超 出范围Is≥IsMAX，控制PSA 并对其进行状态转换；在应急供电下，停止对通用模 块供电，只对关键模块供电；电源管理模块通过FC 接口与系统管理者进行传输 开关动作状态、报警信息、数据各支路电流，记录电源自测试BIT 结果、故障信息。 二、电源管理模块电路设计 1、复位电路。复位类型包括上电复位、手动复位、调试口复位、软件复位 和看门狗复位。上电或手动复位有效时产生200ms 的低电平复位信号，提供给SOC芯片作为系统复位触发源之一。调试口复位由外部调试工具产生，用于复位ARM922T 处理器的调试接口。软件复位指系统根据软件运行要求生成的复位触发源。而当系统在规定时间内，没有得到响应时产生看门狗复位。当SOC芯片接收 到上述复位类型中任意一种触发复位机制，由SOC芯片输出系统复位信号对电源 管理模块进行复位。 2、时钟电路。电源管理模块中需要使用时钟的电路有：SOC芯片、FC 接口。其中，SOC芯片选择53.125MHz 运行时钟，内部进行4 倍频提供ARM922T 处理 器使用。FC 接口收、发数据时钟频率为106.25MHz。 3、存储器电路。电源管理模块中的存储器是SDRAM 存储器。该存储器工作 电压为3.3V，封装为54 引脚的TSOP，容量为32M*16。在设计时使用2 片 K4S511632E 实现32 位操作。SOC芯片内置SDRAM 存储器控制器，提供SDRAM 的时序控制逻辑，并且提供SDRAM 访问时钟，时钟频率为56.125MHz，同存储 器时钟的时钟频率和相位在EDA 设计时保持一致。 4、逻辑控制电路。它是电源管理模块的控制部分，由重写电路、状态控制 电路、模拟控制电路、低电压逻辑电路、重启控制电路五部分组成。重启控制电 路接收电源启动信号和由低电压逻辑控制电路产生的低电压重启信号，产生控制