便携式移动电源电子电路设计方案详解

标签：智能硬件(432)电源电路(1)便携式(1)

　　近年来，由于便携式产品的普及化，如智能手机、平板电脑、笔记本电脑、MP3随身听等，几乎人人都使用这些便携式产品，但是当你出门在外正在使用智能手机打电话或使用平板电脑看影片时，电池突然没电了，常常让人觉得非常无奈。为避免外出时遇上智能手机或平板电脑没电的窘况，对于这些便携式产品来说，移动电源（Power Bank）几乎成为必备的配件。同时，随着锂离子电池相关技术的快速发展，使得移动电源的电池容量愈来愈大但体积却不增反减，大大提升了移动电源携带的便利性。

　　目前，移动电源本身除了追求愈来愈大的电池容量与仅可能轻薄小巧的外型外，其充电所需的时间长短与可释放出来的总电量多寡也为消费者选购时关心的重点。因此，如何设计充电时间短、转换效率高的移动电源电路，亦为移动电源产品设计上的重要课题。有鉴于此，本文将说明如何实现一体积小、效率高的移动电源电路。

　　图 http://www.dgfpc.com/电感生产 1 Charger IC + Boost(＄19.3800) IC 方案。

　　图2 MCU + Charger IC + Boost(＄19.3800) IC 方案。

　　图3 MCU + Combo(＄4功率电感器38.5500) IC 方案。

　　电路方案

　　目前移动电源的电路方案大致上可分为三种，第一种方案是Charger IC + Boost(＄19.3800) IC，此种方案利用Charger IC对移动电源的锂电池充电，Boost(＄19.3800) IC对移动装置放电，如图1所示。第二种方案是MCU + Charger IC + Boost(＄19.3800) IC，除了第一种方案的部分外，多了MCU对锂电池及输入输出电压作侦测，此种方案目前比较常见，如图2所示。第三种方案则是MCU + Combo(＄438.5500) IC，此种方案是将Charger IC及Boost(＄19.3800) IC整合成一颗IC，可以减少零件的数量片式电感器，节省PCB空间，如图3所示。而本文将针对目前比较常见的第二种方案做详细介绍。

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　　移动电源电路

　　这几年，随着便携式产品不断成长，移动电源的需求也持续增加，轻薄小巧、快速充电、转换效率高及高安全性等也成为消费者购买移动电源时的首要考虑，为了满足消费者的需求，许多公司都推出移动电源解决方案，在此我们以沛亨半导体所开发的 AIC6511及AIC3420作为设计范例，提供给读者参考。

　　从上一节可以得知，一个完整的移动电源电路包含了电池充电管理IC、升压转换器IC及MCU，每个部分都会影响移动电源的整体效能，所以选用适当的IC是非常重要的。图4所示为本文所要介绍的移动电源电路，主要由AIC6511锂离子电池充电转换器、AIC3420升压转换器及MCU所组成。底下将针对所提出的移动电源电路做详细的说明。

　　图4 移动电源电路。

　　锂离子电池充电转换器

　　锂离子电池是目前应用最广泛的可重复充电式电池，可将单颗锂电池用于低功率产品，也可以将多颗锂电池串并联得到更高电压与容量，例如移动电源就是将多颗锂电池并联来获得高容量。锂电池具有能量密度高、自放电率低、无记忆效应、寿命长、重量轻等优点，非常适合做为便携式产品的电力来源。

　　绕线电感