便攜式B超電源的設(shè)計

便攜式B超系統(tǒng)內(nèi)部使用的電源比較復(fù)雜，外部適配器和電池的電源必須經(jīng)過DC/DC轉(zhuǎn)換，以轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)需要的電壓。為了降低電源上的無用消耗，提高電池使用效率，系統(tǒng)主板、B超控制板、液晶顯示器以及鍵盤的電源采用開關(guān)電源供電。

便攜B超電源的整體設(shè)計
圖1為便攜B超電源的整體設(shè)計方框圖。便攜B超電源輸入電壓有兩種：一是電源適配器輸入，電壓為18V，二是電池輸入，電壓為14.4V。要求實現(xiàn)兩種電壓之間的熱切換，并在切換電壓時不影響系統(tǒng)工作，即提供外電和電池供電無延時熱切換功能。需要輸出±12V、5V、3.3V、±48V等幾種電壓，具體指標(biāo)為12V/2.5A、-12V/0.5A、5V/4A、3.3V/3A、+48V/80mA、-48V/80mA。具有單鍵開關(guān)機功能，即無電時，按電源鍵打開電源；在有電時，按電源鍵向控制面板發(fā)送關(guān)機信號，上位機還可以通過軟件關(guān)機（即支持ATX關(guān)機指令）。電源輸出接口采用標(biāo)準(zhǔn)計算機ATX接口。

圖1 便攜B超電源整體設(shè)計方框圖

電源切換電路的設(shè)計
便攜B超電源切換電路如圖2所示，在外接電源適配器時，電壓輸入交流18V，經(jīng)VD100、VD101二極管后，再經(jīng)R100、R107分壓加到N100A（LM193）電壓比較器的3腳（同相端）。電池輸入電壓是14.4V，經(jīng)R101、R108分壓后加到N100A（LM193）電壓比較器2腳（反相端）。由于3腳電壓高于2腳，因此N100A（LM193）1腳輸出高電平，使三極管V100導(dǎo)通，V101截至，場效應(yīng)管V105截至，POWER_IN+端得到的是外接電源適配器的18V電壓。當(dāng)沒有外接電源適配器時，或便攜B超機在使用過程中，外部交流電突然停電造成無法使用外接電源適配器時， N100A（LM193）的3腳電壓低于2腳，N100A（LM193）1腳輸出低電平，使三極管V100截至，V101導(dǎo)通，場效應(yīng)管V105導(dǎo)通。電池電壓經(jīng)過導(dǎo)通的場效應(yīng)管V105的源、漏極，POWER_IN+端得到的是電池的14.4V電壓，實現(xiàn)了兩種電壓之間的熱切換。VD102、VD103在電路中起隔離作用，隔離外接電源適配器和電池供電。

圖2 電源切換電路

單鍵觸摸開關(guān)機電路的設(shè)計
便攜B超單鍵觸摸開關(guān)機電路如圖3所示，由外接適配器或電池來的POWER_IN+電壓，一路送到場效應(yīng)管Q100，準(zhǔn)備開機，另一路經(jīng)R104、VD104送到輕觸按鈕POWER-KEY2的一端。輕觸按鈕POWER-KEY2的另一端是接地的，當(dāng)按下輕觸按鈕POWER-KEY2時，三極管N106的基極被鉗位在低電平，N106導(dǎo)通，進而N102也導(dǎo)通，場效應(yīng)管Q100導(dǎo)通，由外接適配器或電池來的POWER_IN+電壓經(jīng)過導(dǎo)通的Q100的源、漏極，獲得POWER+電壓，給高、低壓電路供電，機器開機。在開機的同時，POWER+電壓經(jīng)過6V的穩(wěn)壓二極管使三極管N104導(dǎo)通，N104集電極為低電平，維持N106導(dǎo)通，保持開機狀態(tài)。

圖3 單鍵觸摸開關(guān)機電路

當(dāng)便攜B超機在開機狀態(tài)中，再一次按下按鈕POWER-KEY2時，光耦B101導(dǎo)通，光耦次級導(dǎo)通，反向器D101的4腳輸出低電平到控制面板，控制面板發(fā)出低電平關(guān)機指令POWER-OFF1，使光耦B100導(dǎo)通，進而使三極管N103導(dǎo)通，N104截至，N104集電極的高電平使N106截至，導(dǎo)致場效應(yīng)管Q100截至，實現(xiàn)了關(guān)機。

當(dāng)上位機發(fā)出高電平的關(guān)機指令POWER-OFF時，也將使光耦B100導(dǎo)通，余下的過程和控制面板關(guān)機過程一樣。

低壓電源電路的設(shè)計
便攜B超低壓電源電路如圖4所示，主要有6個TI公司的TPS5430和1個美國國家半導(dǎo)體公司的LM2576組成。6個TPS5430提供2組+12V、+5V、+3.3V的電壓，其中一組給便攜B超機的主控板供電，另外一組用于給便攜B超中的電腦供電。這兩組是完全一樣的，因此，我們只給出了其中一組的供電原理圖。LM2576負(fù)責(zé)產(chǎn)生-12V電壓給便攜B超中的電腦。

圖4 低壓電源電路