一种基于低功耗单片机SN8P2711A的移动电源设计

1、一种基于低功耗单片机sn8p2711a的移动电源设计随着3g移动互联网和智能终端的日益普及，随身可携带移动式产品越来越多、越来越普及。大屏幕智能手机、笔记本电脑、数码相机等便携式电子产品普通都用法可充电的锂离子供电，但是当电池没电时，就无法用法了。目前数码产品功能日益多样化，用法也越发频繁，如何延伸移动电子产品用法时光，发挥其最大功用的问题就尤为重要了。为了保证外出时能让电子产品随时拥有充沛的电能，一些用户开头挑选移动电源给电子产品充电川。移动电源可以看成一种集储电、供电和充电功能于一体的便携电池充电器，可以给手机、平板电脑、相机等数码产品随时随地充电或待机供电，对移动电源的讨论和开发也越来越

2、多。移动电源技术可以说是固定电源技术的一种延长和进展，本文结合充电器及设计技术提出了一种移动电源的设计计划。1 移动电源基本架构及关键技术移动电源是一种采纳可充电电池作为储电单元，通过升压或者降压的方式输出能量，可以通过用电器直流电源输入接口挺直对用电器供电或者充电，以达到为便携式电子产品续航的目的。移动电源的基本构成普通由可充电电池、升压或降压、充电管理电路、电池庇护电路、控制电路等组成，基本架构暗示图1所示。从移动电源的基本构架上看，可以把移动电源的结构简化为电池和电路庇护板。电池的材料、体积、容量等都挺直影响移动电源的质量。目前手机等随身携带的电子产品移动电源的电芯多为聚合物电池。新一代

3、的聚合物电池的聚合物化程度很高，所以可做到面积随意化和外形随意化、薄形化。而且.聚合物电池的单位能量比普通锂电池的单位能量提高了50%.其容量、平安性、充放电特性、工作环境、用法寿命以及环保性能等方面都较普通锂电池有大幅度的充实。电路庇护板是移动电源的主要电路设计.对移动电源的性能及平安性的影响很大。该电路板主要功能是实现对电池的充电、放电管理，以及对电池的庇护。假如失去了对电池的庇护，移动电源将成为随时会燃爆的手雷。移动电源用法的电池普通都在2.74.2 v，电压随着电量的下降而下降，而2.74.2 v的电压是不能挺直给其它数码产品充电或供电的，所以移动电源要向外输出电能必需有升压控制电路。

4、因为采纳聚合物电池作为移动电源的初始储能，当储能用尽，就要补充，因此聚合物锂电池必需有充电控制电路。2 硬件电路设计及关键芯片介绍随着技术的飞快进展，电路庇护板的各个功能实现有无数计划。按照移动电源的基本架构给出硬件设计框图2所示。2.1 单片机控制电路设计sn8p2711a是一个拥有risc-1ike的高性能和低功耗系统，价格十分廉价，引脚相对较少，广泛应用于小家电、温度测量、高端智能型充电器、等领域。本设计选用sn8p27lla单片机作为移动电源的控制系统。详细电路设计3所示。该控制电路主要完成采集电压、控制充放电的工作状态、电量指示等功能。开关s1实现囫囵系统的打开与关闭。四个发光用来指

5、示充放电状态下的电量。p4.0口衔接升压电路输出端控制信号on/off。控制升压电路是否输出到负载。p4.1衔接升压芯片s8355的开关控制端子on/offl，控制芯片举行启动或者停止升压工作。p4.2口采集输出电压.将接收到的采样电压举行ad转换，检测输出负载电压是否正常。p4.3和p4.4口采集聚合物电池电压和信号，将接收到的采样电压举行ad转换。检测输出负载电压是否正常。p0.0口先检测外界是否有输入电压，然后控制充电电路是否工作。p0.4口作为检测指示弥漫电的信号，当聚合物电池弥漫电时，ap5056的stdby端口输出低电平信号，送到p0.4口检测，检测到低电平，控制p0.0口输出低电

6、平，从而使ap5056处于休眠状态，停止充电。因为该单片机采纳内部聚合物电池供电，在充放电过程中电压不稳定，为了保证单片机的供电稳定，采纳xc62063低压差大电流稳压器举行稳压。2.2 电池充电管理电路充电管理电路采纳芯片ap5056，该芯片可以对聚合物锂电池举行恒流/恒压充电，外围只需接极少的元器件，可以适应电源和适配器电源工作，十分适用于便携式应用的领域旧。充电输出电压为4.2 v.充电电流可以通过一个外部设置。在恒压充电阶段，当充电电流降至设定值1/10时，ap5056将终止充电循环。其它功能包括输入电压掉电自动进入睡眠模式、电压输入过低锁存、芯片使能控制输人、自动再充电、充放电状态指

7、示以及电池温度监控等功能。充电管理电路4所示，ce引脚输入衔接单片机的p0.0端口，当ce为高电平常，ap5056开头工作实现聚合物电池的充电，当ce端为低电平常，ap5056处于休眠状态，停止充电。stdby引脚为输出端，输出低电平有效，指示电池是否弥漫，衔接到单片机的p0.4引脚。2.3 dcdc升压电路升压电路采纳s-8355芯片，s-8355是一种由基准电压源、振荡电路、误差、相位补偿电路、控制电路等构成的升压dc控制器。通过用法外接低通态电阻n沟道功率mos，即可适用于需要高效率、高输出电流的应用电路上，外围电路5所示。输入电压为聚合物电池供电电压，晶体管q1为开关管，l1和c5组成

8、滤波电路，sd为续流二极管。q1管的工作状态受s-8355的ext端子控制，当ext为高电平常，q1饱和导通，bat+通过q1给电感l1充电储能，充电电流几乎线性增大，sd因承受反压而截止，滤波电容c5对负载电阻放电;当ext为低电平常，q1截止，l1产生感应电动势，其方向阻挡电流的变幻，由于与bat+同方向，两个电压相加后通过二极管sd对c5充电。因此，无论ql和sd的状态如何，负载电流方向始终不变。惟独当l1足够大时，才干升压;并且惟独当c5足够大时，输出电压的脉动才可能足够小;当ext的周期不变时，占空比越大，输出电压将越高。电路中fb为电压调节端，信号取自输出负反馈稳压电路，控制升压芯

9、片达到稳定输出的目的。升压电路还包含输出控制电路，由两个开关管q2和q3构成一个开关控制电路。这个开关电路的控制信号0n/off来自单片机的p4.0端子。当p4.0为高电平常，q3导通，q2截止，升压电路的输出电压可以输出到负载，否则输出与负载断开。2.4 电池庇护电路该电路主要由锂电池庇护专用集成电路s-8261和控制充放电的mosfet管等部分组成，电路6所示。在充电过程中，当电池的电压超过4.35 v时，专用集成电路s-8261的c0脚输出信号使充电控制q5截止，锂电池立刻停止充电，从而防止锂电池因过充电而损坏;放电过程中，当电池电压降到2.3 v时.s-8261的d0引脚输出信号使放电

10、控制q4截止，聚合物锂电池立刻停止放电，以防止聚合物锂电池过度放电。s-8261的vm引脚为电流检测端。输出短路时，q4、q5的导通压降剧增，使得vm引脚电压立刻上升，从而控制s-8261输出信号使q4、q5立刻截止，从而实现过电流或短路庇护。2.5 采样反馈稳压控制电路采样反馈稳压控制电路7所示，其中采样电路采纳电阻分压方式，运放lm358构成同相比例放大电路，其输出信号衔接到升压芯片的电压调节控制端fb，从而控制升压电路内部调节输出电压，达到输出电源稳定。3 软件设计单片机的程序设计要使囫囵电路稳定有序工作，因此必需考虑各个单元电路的工作原理和囫囵时序要求。该移动电源的工作原理是：当外接有5 v电源输入时，单片机控制ap5056给锂电池充电，此时中断移动电源输出模块;当按键1 s键人后，电池电压采样发送给单片机sn8p27ll经过处理控制l、led2、led3、led4工作;当键人3 s后单片机控制升压电路停止或者开启电源的输出，主程序流程图8所示。4 结语通过分析移动电源的结构组成及关键技术，发觉移动电源的性能优劣取决于储能介质、转换效率和兼容性，储能介质由聚合物电池