【正文】 術和同步整流技術的中小功率的DCDC變換器其效率都在89%以上[3][4][5]。 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。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。為了滿足高端商務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。可以給手機、平板電腦、相機等數(shù)碼設備隨時隨地充電或待機供電。太陽能電池技術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。 移動電源的適用范圍隨著全球經(jīng)濟的快速發(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。實用性它們都要用到電池，但這些設備的原配電池都會因為電池容量低而不能滿足設備的正常使用時間。此時移動電源能解決你的煩惱。 移動電源的技術　　移動電源可以通過USB電纜線使用在任何符合USB OnTheGo (USBOTG)（國際標準）的便攜型設備移動電源一定要具備：短路、過充、過放、恒流、恒壓等保護措施，還應有高性能電源管理技術不過對于使用電壓較高的相關數(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，這個與移動電源本身實際的容量成正比。電壓隨著電量的下降而下降。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。所以當移動電源電能使用完后，我們必須給移動電源充電。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。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。 電源電芯常用的有聚合物鋰電、18650鋰電、AAA鎳氫電池。根據(jù)鋰離子電池所用電解質材料不同，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。它們的主要區(qū)別在于電解質的不同， 液態(tài)鋰離子電池使用的是液體電解質， 而聚合物鋰離子電池則以固體聚合物電解質來代替， 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18650鋰電：直徑18mm長度65mm圓柱型電池。AAA 鎳氫電池： 。應該廣泛，家用電器，玩家的等，也就是常見的干電池。國內(nèi)技術轉換效率普遍低，一般在5070%，臺灣的在7580%，美國的相對會高些8695％。只有在帶有9V12V輸出移動電源上，但對技術要求很高。充電管理IC充電管理失效，會造成移動電源電池永久損壞，或燃燒甚至爆炸。 移動電源的基本構成移動電源采用聚合物電池作為中心元件，首先給聚合物電池充電，因為電池成本比較高，而且為了提高系統(tǒng)的安全性要有一個充電管理系統(tǒng)。移動電源的基本構成如圖所示：圖1 移動電源基本構成3 移動開關電源硬件設計方案 移動電源系統(tǒng)框架結構本文論述的電路系統(tǒng)設計由四部分組成：充電管理電路、鋰芯容量指示電路、DCDC升壓電路和鋰芯保護電路。 硬件設計框圖硬件設計框圖如圖3所示：電流控制電路DC/DC轉換器單片機控制過充過放保護電壓采樣聚合物電池適配器輸入USB輸入電量顯示電路5V輸出電壓放大比較圖3 系統(tǒng)硬件設計框圖該設計首先是將聚合物電芯進行儲能，此設計可以用大家常用的手機充電適配器進行5V電壓充電，這時候就需要設計一個充電電路，充電過程中會有電池容量指示燈顯示以提示用戶聚合物電芯是否充滿電，下面就是DC/DC轉換，將儲能電池的“粗電”轉化為“細電”以提高手機電池使用壽命和充電效率。這樣主要是為了能有效保護便攜式設備的電池和使其達到最大儲能。在電流充電過程中肯定要有過流過載和短路保護。而當采用5V直流適配器的時候，適配器電流通過肖特基二極管加至VCC腳，MOSP由于門極為高電平而被截止，不會對USB口產(chǎn)生影響。AP5056是可以對單節(jié)鋰離子或鋰聚合物可充電電池進行恒流/恒壓充電的充電器電路。熱反饋電路可以自動調(diào)節(jié)充電電流，使器件在功耗比較大或者環(huán)境溫度比較高的情況下將芯片溫度控制在安全范圍內(nèi)。充電輸出電壓為4. 2V，充電電流的大小可以通過一個外部電阻設置。當輸入電壓(交流適配器或者USB電源)掉電時，AP5056自動進入低功耗的睡眠模式，此時電池的電流消耗小于2uA其它功能包括輸入電壓過低鎖存、芯片使能輸入、自動再充電、電池溫度監(jiān)控以及狀態(tài)指示等功能。涓流充電:充電開始前，AP5056先檢查輸入電源，當輸入電源大于最小工作電壓或欠壓鎖定閾值，并且芯片使能端接高電平時，AP5056開始對一電池充電。如果電池電壓高于3V，充電器則進入恒流充電。涓流充電電流是恒流充電電流的十分之一(還是以恒定充電電流為1A舉例，則涓流充電電流為100mA),涓流充電狀態(tài)一直保持延續(xù)到AP5056芯片探測到電池電壓達到3V后結束，之后進入恒流充電階段。AP5056進入恒流充電模式中后，將一直按設定的電流值保持充電，直到電池慢慢到達電壓調(diào)節(jié)點4. 2V,轉而進入恒壓充電。此時原先的恒流充電電流也慢慢減小，并隨著電池容量越來越接近最大容量而急劇下降。在待機模式下，AP5056會繼續(xù)檢測電池端的電壓，如果電池電壓降到4. 05V以下，則充電器將再次向電池充電。1000 31因為本文設計的需要得到一個1A的充電電流，根據(jù)公式得到1A=(1/ RPROG) 下圖顯示了RPROG為1K和2K時，不同的電源輸入Vcc與充電電流Ibat之間的關系，可以看到充電輸出電流基本沒有很大變化，只與RPROG的設定值有關系。當內(nèi)部溫度傳感器升至約125℃以上時，內(nèi)部的熱保護電路將自動減小充電電流的電流值，隨著溫度的不斷升高，當溫度達到145℃的時候，則可完全關閉充電電流。 DCDC升壓電路設計 本設計中是采用脈沖幅度變調(diào)方式(PWM)的 DCDC 轉換器，因為它具有低消耗電流的特點。電路圖如下：圖6 S8355升壓電路如圖所示為并聯(lián)開關型穩(wěn)壓電路中的換能電路，輸入電壓為聚合物電池直流供電電壓，晶體管為Q2為開關管，電感L1和電容C6組成濾波電路，D2為續(xù)流二極管。當EXT為高電平時，Q2飽和導通，BAT+通過Q2給電感L1充電儲能，充電電流幾乎線性增大，D2因承受反壓而截止；濾波電容C6對負載電阻放電。因此，無論Q2和D2的狀態(tài)如何，負載電流方向始終不變。OFF ON/ 端子 (開/關控制端子) 停止或者啟動進行升壓工作。為了使紋波電壓變小，選用的電容器的容量要大在，并且R2要小。其關系如圖下：圖7 S8355不同電壓輸出電流與效率特性圖L值變得越小，峰值電流()就變得越大，提高電路的穩(wěn)定性并使増大。 L值逐漸變大時，開/關切換晶體管所引起的功耗也隨之變小，達到一定的L值時效率變?yōu)樽畲蟆?