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。
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/181246.htm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
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