基于msp430的一體式完備的移動電源解決方案設(shè)計

移動電源看似非常簡單，就是由一個單電芯鋰電池、一個升壓轉(zhuǎn)換器(采用不同的電池電壓，并在輸出端提供5V穩(wěn)定電壓)和一個連接充電便攜設(shè)備的USB端口組成。仔細(xì)觀察一下典型的移動電源，你會發(fā)現(xiàn)還有很多其它子系統(tǒng)。

可能會發(fā)現(xiàn)的其它子系統(tǒng)：顯示電池電量狀態(tài)的發(fā)光二極管(LED)、在D +/ D-線路上與便攜式設(shè)備通信的裝置，或進(jìn)行過熱、過流檢測的故障保護(hù)機(jī)制。整個系統(tǒng)很快變得復(fù)雜起來，許多不同的集成電路(IC)必須共同協(xié)作。

圖1為框圖，而圖2展示了形狀系數(shù)優(yōu)化的印刷電路板(PCB)。讓我們一起來看看其測試報告中這款參考設(shè)計的各方面說明。

圖1：PMP9776 TI Design移動電源框圖

圖2：完備的PMP9776 TI Design解決方案尺寸非常小，且極易匹配移動電源的形狀系數(shù)

移動電源的核心是升壓轉(zhuǎn)換器，其作用是將電池電壓轉(zhuǎn)換為用于便攜式設(shè)備的5V。參考設(shè)計使用高度集成的TPS61236同步升壓轉(zhuǎn)換器以超過95%的功率向便攜式設(shè)備提供高達(dá)2.4A的電源。如此高的功率確保該便攜式設(shè)備可接收幾乎所有的儲存電能，并盡可能降低移動電源相對應(yīng)的溫升幅度(由于轉(zhuǎn)換的功率損耗)。2.5mmTImes;2.5mm規(guī)格的集成電路實現(xiàn)了較小的總形狀系數(shù)，允許使用容量更大的電池。

最后，TPS61236還有恒定電流(CC)輸出功能，這在負(fù)荷試圖汲取過多電流的移動電源中尤其有用。恒定電流輸出功能在安全電流條件下保持運(yùn)行，并防止由其他限流措施造成溫度過高的現(xiàn)象。

管理移動電源子系統(tǒng)的活動對保持電池的能級至關(guān)重要，避免將其浪費在內(nèi)部功能上。該參考設(shè)計中包含一個MSP430微控制器(MCU)，其作為內(nèi)務(wù)處理型MCU，用來優(yōu)化移動電源的功耗。當(dāng)MCU檢測負(fù)荷較低時，它會關(guān)閉大部分子系統(tǒng);待機(jī)狀態(tài)下，移動電源僅消耗22mA電量。為防止電池出現(xiàn)高放電電流，MCU會調(diào)整限流。當(dāng)負(fù)荷電流發(fā)生變化時，MCU還會對輸出電壓做出小幅調(diào)整，從而提供一個穩(wěn)壓良好的輸出。最后，MCU通過其集成的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)測量電池電壓和溫度。然后，MCU驅(qū)動LED來顯示電池電壓并監(jiān)視溫度，以保持移動電源處于安全工作范圍。

TPS2514A USB充電端口控制器可以在各種各樣的USB充電協(xié)議下工作，用于調(diào)解便攜式設(shè)備的D +/ D-線路，以正確檢測設(shè)備，并為設(shè)備充電。其采用小形晶體管(SOT)-23封裝，使得集成電路具有簡單而又廉價的特性，可以完成這一重要任務(wù)。

如此一來，便實現(xiàn)了一體式完備的移動電源設(shè)計，可滿足各種需求。