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從USB端口為便攜式設(shè)備提供3.3V和5V電源

作者:Maxim公司 時間:2004-02-19 來源:電子設(shè)計應(yīng)用 收藏
除了通信通道(D+,D-),通用串行總線()端口還能夠提供。當(dāng)電池供電設(shè)備,如數(shù)碼相機、MP3播放器和PDA連接至口進行通信時,就可以采用對電池充電。圖1電路利用了USB,產(chǎn)生3.3V和5V電源,并為Li+電池充電。U1為電池充電,U2將電池電壓(VBATT)升壓至5V,U3將5V輸出降壓至3.3V。
Li+電池充電器U1,采用USB端口電源給電池充電。將SELI端拉低,設(shè)定100mA的充電電流,適用于低功率USB端口;而將SELI端置高,設(shè)定500mA的充電電充,適合于高功率的USB端口。類似地,將SELV置高或置低,則芯片被配置為充電4.2V或4.1V的Li+電池。為了保護電池,U1的最終充電電壓達到了0.5%的精度。端允許芯片在充電期間點亮LED。


圖1 在通過USB端口提供電源時,本電路能夠為便攜式設(shè)備產(chǎn)生5V和3.3V的電源

U2是一款升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器,將VBATT升至5V,并且能夠向負(fù)載輸出450mA的電流,其低電池電壓檢測電路和真正的關(guān)斷能力將保護Li+電池不被過放電。通過斷開電池和輸出,這種“真正”的關(guān)斷功能將電池電流降低至2μA。低電池電壓門限由VBATT和GND之間的外部電阻分壓器(連接至LBI端)來設(shè)定。將低電池電壓輸出(LBO)連接至關(guān)斷(SHDN)引腳,則在低電池電壓條件下,導(dǎo)致U2與負(fù)載斷開。
當(dāng)?shù)碗姵仉妷簷z測電路將低電壓電池與負(fù)載斷開時,Li+電池的內(nèi)阻將使U2容易形成振蕩。這是因為當(dāng)電池內(nèi)阻引起的壓降消失后,電池電壓將增加,使U2再次打開。例如,500mΩ內(nèi)阻的Li+電池在源出500mA的電流時,在其內(nèi)阻上將產(chǎn)生250mV的壓降。當(dāng)U2電路斷開負(fù)載時,電池電流將降為0,電池電壓會升高250mV。
通過在低電池電壓檢測電路引入滯回,LBO端的N溝道FET將消除這種振蕩。圖1電路的低電池門限電壓設(shè)置為2.9V。當(dāng)VBATT降 低至2.9V以下時,LBO打開,將SHDN拉高,閉合FET。在FET閉合的情況下,1.3MΩ和249kΩ組成并聯(lián)關(guān)系,將電池開通電壓門限提升到3.3V,從而消除了振蕩。

其中,VLBI=0.85V,且

其中,
最后,降壓型轉(zhuǎn)換器(U3)將5V降為3.3V,能夠向負(fù)載輸出高達250mA的電流,效率超過90%。
USB電源
低功率USB端口提供電壓4.4V至5.25V,電流100mA
高功率USB端口提供電壓4.75V至5.25V,電流500mA
由于USB電纜和連接器上的電壓降,USB設(shè)備必須能夠工作至4.35V。
USB設(shè)備必須保證其最大工作電流低于100mA,直到通過軟件被配置為高功率為止。



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