基于dc-dc轉(zhuǎn)換移動電源的研究與設(shè)計(jì)-文庫吧
2025-06-03 15:34 本頁面
【正文】 起，推出了自己的電源管理IC。圣邦微電子己經(jīng)推出的電源管理IC主要針對手持設(shè)備，主要是一系列以低功耗、低噪聲、高PSRR為特征的芯片；關(guān)注的重點(diǎn)也是MPMP手機(jī)等便攜式手持設(shè)備市場。臺灣地區(qū)進(jìn)軍電源管理市場也比較晚，但是近二十年來發(fā)展也很快，%，%[2]。開關(guān)電源是電源管理中非常重要的一員，被譽(yù)為“高效節(jié)能電源”，它代表著穩(wěn)壓電源的發(fā)展方向，現(xiàn)己成為穩(wěn)壓電源的主流產(chǎn)品。開關(guān)電源內(nèi)部關(guān)鍵元器件工作在高頻開關(guān)狀態(tài)，自身消耗的能量很低，電源效率可達(dá)70%~80%，比普通的線性穩(wěn)壓電源提高近一倍。開關(guān)電源亦稱為無工頻變壓器的電源，它是利用體積很小的高頻變壓器來實(shí)現(xiàn)電壓變換及電網(wǎng)隔離的，不僅能去掉笨重的工頻變壓器，還可采用體積較小的濾波元件和散熱器，這就為研究與開發(fā)高效率、高密度、高可靠性、體積小、重量輕的開關(guān)電源奠定了基礎(chǔ)。自上世紀(jì)60年代開關(guān)電源問世以來，經(jīng)過40余年的高速發(fā)展，其經(jīng)歷了功率半導(dǎo)體器件、高頻化和軟開關(guān)技術(shù)和開關(guān)電源系統(tǒng)的集成技術(shù)三個(gè)發(fā)展階段。當(dāng)今開關(guān)電源更是發(fā)展勢頭良好，向著效率更高，體積更小，電磁污染更少，可靠性更高的“四更”方向發(fā)展，出現(xiàn)了四大明顯趨勢:一是非隔離DCDC技術(shù)迅速發(fā)展；二是開關(guān)電源數(shù)字化趨勢明顯，目前大多數(shù)的模擬電路系統(tǒng)都逐步實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，近年來數(shù)字電源也初現(xiàn)端倪，據(jù)報(bào)道TI公司己經(jīng)研發(fā)出了多款數(shù)字式PWM控制芯片；三是初級PWM控制IC不斷優(yōu)化，這是針對隔離式DCDC變換器而言的，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和各大公司不遺余力的研究，在初級端采用的有源箱位技術(shù)己經(jīng)做到了完美無缺的地步，全橋移相技術(shù)也達(dá)到了頂峰；四是同步整流技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效率，該技術(shù)自誕生以來使得開關(guān)電源技術(shù)得到了極大的發(fā)展。目前同步整流技術(shù)都在努力實(shí)現(xiàn)ZVS (Zero Voltage Switching), ZCS(Zero Current Switching)方式的同步整流，綜合采用軟開關(guān)技術(shù)和同步整流技術(shù)的中小功率的DCDC變換器其效率都在89%以上[3][4][5]。總之，高效、小型化、集成化、智能化以及提高可靠性是大勢所趨，也是今后的主要發(fā)展方向。 本文研究的意義隨著便攜式產(chǎn)品的增加，戶外電子產(chǎn)品在商旅、長途旅行等用途上大功率的便攜式移動產(chǎn)品的電池已不能滿足產(chǎn)品的供電。新興的便攜式電子產(chǎn)品也需要移動電源充電器，如迷你便攜音響，GPS等車載用品，需求量大！記者在深圳深圳會展中心近期舉行的高交會了解到，很多國內(nèi)外的采購商還第一次接觸移動電源產(chǎn)品，這也是本次會展的一大亮點(diǎn)，采購商們一致認(rèn)為移動電源以后的普及度不亞于數(shù)碼相機(jī)等傳統(tǒng)數(shù)碼產(chǎn)品，觀展后很多采購商紛紛到華強(qiáng)北市場尋找移動電源貨源[6]。移動電源早在10年前已經(jīng)出現(xiàn)，只是一直沒有普及和火熱起來，主要是前些年電子便攜式產(chǎn)品的增長和普及沒有現(xiàn)在迅速，移動電源的發(fā)展將會推動電池行業(yè)的革新，電池電芯將會向高容量、小體積、低污染發(fā)展。而目前數(shù)碼產(chǎn)品市場的快速增長中伴隨著這樣的發(fā)展趨勢：產(chǎn)品功能多樣化、顯示屏幕大尺寸且彩屏化、機(jī)型更加輕薄小巧，但是實(shí)現(xiàn)這些特點(diǎn)都會加快電量的消耗，并須減小電池體積。為了滿足高端商務(wù)客戶和移動人群對數(shù)碼電子產(chǎn)品的使用要求，移動電源的地位將會更加突出。 2 移動電源基礎(chǔ) 移動電源的定義移動電源一種集儲電、供電和充電功能于一體的便攜電池充電器?？梢越o手機(jī)、平板電腦、相機(jī)等數(shù)碼設(shè)備隨時(shí)隨地充電或待機(jī)供電。有于技術(shù)不段發(fā)展，新的功能應(yīng)用也逐步增加，如LED照明。太陽能電池技術(shù)的融合等一般由鋰電芯電池、太陽能電池或者干電池作為儲電單元。區(qū)別于產(chǎn)品內(nèi)部配置的電池，移動電源，也叫“外掛電池”、“外置電池”、“后備電池”、“數(shù)碼充電伴侶”、“充電棒”、“充電寶”，由于適應(yīng)多種產(chǎn)品所以一般配備多種電源充電轉(zhuǎn)接頭， 通常具有大容量、多用途、體積小、壽命長和安全可靠等特點(diǎn)，是可隨時(shí)隨地為手機(jī)、MPMPPDA、掌上電腦、掌上游戲機(jī)等多種數(shù)碼產(chǎn)品供電或待機(jī)充電的功能產(chǎn)品。 移動電源的適用范圍隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，隨身攜帶式的電子產(chǎn)品也越來越多。通用性如筆記本電腦、平板電腦、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)、便攜式DVD、PDA、MPMPGPS、保暖設(shè)備、醫(yī)療保健設(shè)備等。實(shí)用性它們都要用到電池，但這些設(shè)備的原配電池都會因?yàn)殡姵厝萘康投荒軡M足設(shè)備的正常使用時(shí)間。當(dāng)出差或旅游時(shí)又是這些設(shè)備的工作高峰期，經(jīng)常在關(guān)鍵時(shí)刻電池沒有電了，特別是在手機(jī)正在打電話時(shí)，數(shù)碼相機(jī)正在拍照時(shí)，PSP游戲機(jī)玩的正起勁時(shí)，PDA正在工作時(shí)等等，讓您感覺很無奈和無助。此時(shí)移動電源能解決你的煩惱。移動性移動電源的移動性是指產(chǎn)品能在移動狀態(tài)下（例如旅游，開會，充電器不在身邊或不方便充電情況下）發(fā)揮其功用，即在任何地點(diǎn)、任何時(shí)間不受局限地給數(shù)碼產(chǎn)品供電或充電，真實(shí)地給人以踏實(shí)感，使生活和工作品質(zhì)得以提升。 移動電源的技術(shù) 移動電源可以通過USB電纜線使用在任何符合USB OnTheGo (USBOTG)（國際標(biāo)準(zhǔn)）的便攜型設(shè)備移動電源一定要具備：短路、過充、過放、恒流、恒壓等保護(hù)措施，還應(yīng)有高性能電源管理技術(shù)不過對于使用電壓較高的相關(guān)數(shù)碼產(chǎn)品，比如手提之類的，則需要配置輸出電壓較高的移動電源，這個(gè)與移動電源本身實(shí)際的容量成正比。 移動電源工作原理 儲電介質(zhì)一般采用鋰電電芯，因?yàn)殇囯婋娦倔w積相對小巧，容量大，市場流通廣，價(jià)格適中，被廣泛用于數(shù)碼產(chǎn)品。，電壓隨著電量的下降而下降。，,同電位的電壓之間是不能充電的。所以移動電源向外輸出電能是必須要有升壓系統(tǒng)， 的鋰電電壓升壓到5V，這樣就可以給其它數(shù)碼產(chǎn)品充電了。當(dāng)然，移動電源不是一次性設(shè)備，它可以反復(fù)使用數(shù)百次以上。所以當(dāng)移動電源電能使用完后，我們必須給移動電源充電。其原理和給手機(jī)充電一樣。連接到5V的USB電腦接口或USB充電器上即可給移動電源充電。所以移動電源內(nèi)部還必須有充電管理系統(tǒng)。充電管理系統(tǒng)能根據(jù)鋰電的電壓，自動調(diào)節(jié)充電電流。過程有：預(yù)充，恒壓充電，和浮充充電等。 電源電芯常用的有聚合物鋰電、18650鋰電、AAA鎳氫電池。聚合物鋰離子電池： V，形狀較多，可定制，具有容量大、性能穩(wěn)定、體積和形狀任意變化、一般為軟包形態(tài)。根據(jù)鋰離子電池所用電解質(zhì)材料不同，鋰離子電池可以分為液態(tài)鋰離子電池和聚合物鋰離子電池兩大類。聚合物鋰離子電池所用的正負(fù)極材料與液態(tài)鋰離子都是相同的，正極材料可分為鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料和磷酸鐵鋰材料，負(fù)極為石墨，電池的工作原理也基本一致。它們的主要區(qū)別在于電解質(zhì)的不同， 液態(tài)鋰離子電池使用的是液體電解質(zhì)， 而聚合物鋰離子電池則以固體聚合物電解質(zhì)來代替， 這種聚合物可以是“干態(tài)”的，也可以是“膠態(tài)”的，目前大部分采用聚合物膠體電解質(zhì)18650鋰電：直徑18mm長度65mm圓柱型電池。，具有體積小，容量大的特點(diǎn)。AAA 鎳氫電池： 。容量相對較小。應(yīng)該廣泛，家用電器，玩家的等，也就是常
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