電源快速充電電路圖集錦 | 設計電路分享

2021-01-14 電子發燒友網

TOP1 簡易快速充電電源模塊電路模塊

採用NEC upd78F0547單片機為主控制器，通過鍵盤來設置直流電源的輸出電流，並可由液晶顯示器顯示輸出的電壓、電流值。主電路採用運放LM324和達林頓管組成調節電路，電路設計合理，編程正確。除了完成題目要求外，電路設計了步進設置功能，可設置不同的恆流和穩壓值。

恆流、恆壓充電電路：這部分電路是整個電路的核心部分，主要由D/A轉換電路，恆流、恆壓調整電路，檢測電路組成。控制電路輸送來的數位訊號由D/A轉換電路IC205轉換成模擬信號作為基準電壓，然後送到電壓比較器IC201的正輸入端。輸出端取樣電阻上取得取樣電壓信號送到電壓比較器IC201的負輸入端，與基準電壓比較，比較結果由IC201的輸出端反饋到T202，控制T202的導通狀態。由D201、 D202、R201、T203組成一個恆流源A，恆流值I=2Ud-Ube/R201 。T202的導通狀態影響著對恆流源A的吸收電流，從而改變恆流源A對調整管T201基極的驅動電流，穩定調整管T201的輸出值。為減小輸出紋波，調整管T201使用達林頓三極體。調整管T201基極電流由一恆流源提供，進一步減小電源電壓波動對調整管T201帶來的影響。電路採用懸浮驅動。

電位器W103以及單片機（內含A/D轉換）組成電壓檢測電路。W103將輸出電壓的取樣信號送單片機內部的A/D電路進行轉換，轉換得到的數位訊號由單片機處理，並由LCD顯示器顯示測量值。取樣電阻R202、IC202以及單片機（內含A/D轉換）組成電流檢測電路。取樣電阻R202上的取樣信號送 IC202處理、送單片機內部的A/D電路進行轉換，轉換得到的數位訊號由單片機處理，並由LCD顯示器顯示測量值。

　　

　　圖2.1 恆流、恆壓充電電路原理圖

　　

　　圖2.2 D/A轉換電路原理圖

控制電路：控制電路主要由NEC upd78F0547單片機及外圍電路、鍵盤電路等組成。單片機接收檢測電路傳輸來的信號，經過A/D轉換後將電壓和電流值顯示到液晶上。該電路能夠通過按鍵設定電源的輸出電壓值和電流值，通過控制D/A晶片的設定值實現控制輸出電壓值和電流值。並根據檢測實際輸出的電流（壓）值與設定值比較後，調整D /A晶片的設定值 ，使得電源的輸出穩定、可靠。

　　

　　圖2.3 CPU電路原理圖

　　

　　圖2.4 鍵盤電路原理圖

顯示電路：採用4行8列的漢字液晶屏顯示實際的設定電流值、設定電壓值、實際輸出的電流值、實際輸出電壓值。電壓解析度0.1V。電流解析度1mA。液晶屏能夠在設定時顯示設定的電壓和電流值。

　　

圖2.5 LCD顯示電路原理圖

電源電路：具有2組輸出直流輸出，一組為主輸出DC18V，作為充電電路的能源輸入；另一組輸出±DC 12V和DC 5V，給本電源中控制電路、恆流（壓）調整電路、顯示電路等部分提供工作電源。

　　

　　圖2.6 電源電路原理圖

恆流輸出時，在100mA（慢充）和200mA（快充）可設置的基礎上，增加了電流值從100MA---200MA可調功能，步進為20 mA。可設置多種恆壓輸出狀態，恆壓輸出值為：10V，9V，12V。以直流電源為核心，NEC upd78F0547單片機為主控制器，通過鍵盤來設置直流電源的輸出電流，並可由液晶顯示器顯示輸出的電壓、電流值。由單片機程控設定數位訊號，經過 D/A轉換器輸出模擬量，再經過運算放大器隔離放大，控制輸出功率管的基極，隨著功率管基極電壓的變化而輸出不同的電流（壓）。可穩定地實現恆壓或恆流充電狀態，並在恆流輸出時可設置電流100mA慢充和200mA快充，電壓（流）波動和紋波電壓（流）小，並具有過熱保護和自動恢復功能。

TOP2 可攜式設備快速充電電源電路模塊

輸入選擇電路模塊

輸入選擇電路用以實現對外接供電電源的選擇，本設計中採用目前主流的USB 供電以及電源適配器供電兩種方式，以適應不同的供電環境，外接電源的供電電壓需在4.5V～6V 之間，當兩者共同存在時，適配器具有優先權，具體實現方法如圖3，分以下三種情況：

　　

　　圖3 輸入選擇電路

只有電源適配器供電，PMOS 管截止，輸入電壓經D1 降壓後，給後級電路供電，D1 採用肖特基二極體，導通壓降約為0.3V ；只有USB 供電，PMOS 管導通，D1 用於防止USB 接口通過電阻R2 消耗電能；兩者同時存在，PMOS 管截止，電源適配器輸入電壓經D1 降壓後，給後級電路供電。

鋰電池充電管理電路模塊

鋰電池充電電路採用CN3052 鋰電池充電晶片，CN3052 可以對單節鋰電池進行恆流或恆壓充電，只需要極少的外圍元器件，可編程設定充電電流，恆壓充電電壓為4.2V。並且符合USB 總線技術規範，非常適合於可攜式應用的領域。應用電路如圖4隻需要很少的外部元件，輸出電壓4.2V，精度可達1% ，CE 為晶片使能端，高電平有效。綠色LED 用於指示電池是否處於故障狀態，紅色LED用於指示是否處於充電狀態。本設計中TEMP 管腳接到地，未使用溫度檢測功能。R4 用於設定恆流充電電流。設計中R4 為10KΩ，充電電流為180mA。

　　

　　圖4 鋰電池充電管理電路

電池輸出穩壓電路模塊

因鋰電池電量不同時，輸出電壓可在大約3.5～4.3V之間變動，採用低壓差線性穩壓器（LDO）對電池輸出電壓進行穩壓，經穩壓後輸出恆定的3.3V 電壓，本設計採用TPS76333 穩壓晶片，只需極少的外圍元件，使用方便，此穩壓晶片最大可輸出150mA 電流。電路圖如圖5所示。

　　

　　圖5 電池穩壓電路

外接電源穩壓電路模塊

因電池供電時，經LDO 電路穩壓後，輸出電流有限，當有外接電源時，穩壓方式採用SPX1117-3.3V 穩壓器進行穩壓，輸出電流可達800mA。交流電經過整流可以變成直流電，但是它的電壓是不穩定的：供電電壓的變化或用電電流的變化，都能引起電源電壓的波動。要獲得穩定不變的直流電源，還必須再增加穩壓電路。電路圖如圖6 所示。

　　

　　圖6 外接電源穩壓電路

系統整體電路模塊

系統整體電路如圖 所示。由輸入選擇電路選擇外接電源的供電方式，電源輸入的電壓值為4.5~6 伏，有外接電源時，直接經3.3V 穩壓器穩壓後輸出，如果電池電量不足時，同時通過鋰電池充電電路對鋰電池進行充電；沒有外接電源時，由鋰電池供電，經3.3V低壓差線性穩壓器穩壓後輸出，供電選擇電路根據是否有外接電源，選擇由外接電源供電或者鋰電池供電。

　　

　　圖8 整體電路

系統介紹一種通用性較強、成本低廉的可攜式電源系統，討論分析電源電路的結構、設計和具體實現，使用外部可編程電路對所設計電路進行控制，並利用軟體進行電路設計和仿真驗證。採用外接電源供電，也可由內置鋰電池供電，系統最終輸出電壓均為 3V，系統可廣泛應用於各種可攜式設備，有較強的實用性和較好的市場前景。


點擊閱讀原文查看更多電路



看了上面的快充技術資料後還有很多疑惑，想了解更多？福利來了，電子發燒友邀請TI資深應用工程師瞿安鋒來為大家解疑答惑。


TI工程師是如何進行USB Type-C快充設計的？



掃描上圖中二維碼即可立即報名直播，預先提問還可以免費領取精美小禮品哦！


5大方法幫助您解決Type-C快充開發過程中的疑難雜症：


1． 解決 USB Type-C「兼容性」的方法

2． USB Type-C 和 PD 進行電源電路或結構設計方法

3． 做USB Type-C產品項目 晶片的選型方法

4． 正確使用USB Type-C測試方法和自助測試工具設計方法

5． 解決USB Type-C的實現時影響系統方面的方法


此外，嘉賓還會與大家互動分享


1． 做好USB Type-C快充設計，還需要具備哪些不可或缺的能力？

2． 分享TI 在USB Type-C 設計引發的一些開發或產品市場上的故事？

3． USB Type-C快充設計常見各種問題解答


相關焦點

  • 電路圖天天讀(26):快速充電電路圖集錦
    TOP2 可攜式設備快速充電電源電路模塊　　輸入選擇電路模塊　　輸入選擇電路用以實現對外接供電電源的選擇，本設計中採用目前主流的USB 供電以及電源適配器供電兩種方式，以適應不同的供電環境，外接電源的供電電壓需在4.5V～6V 之間，當兩者共同存在時，適配器具有優先權
  • 電路圖天天讀(23):可攜式設備充電電源電路設計
    打開APP 電路圖天天讀（23）：可攜式設備充電電源電路設計 Dick 發表於 2014-10-14 10:17:11 　　介紹一種通用性較強
  • PFC開關電源電路設計分享
    在今天的文章中，我們將會繼續就這一PFC開關電源的電路設計展開分享，下面就讓我們一起來看看吧。這種橫流恆壓電路的設計如下圖圖1所示。通過TSM101的控制作用，保證了電源恆流和恆壓工作。從圖1中我們可以看到，在該系統中，Uout+和Uout-作為這一PFC開關電源模塊的輸出電壓，首先要使用隔離變壓器經過雙二極體和電解電容器進行濾波，之後再經過電感L4和電容濾波後輸出，此時Uout+和Uout-才能夠直接加在LED路燈上。
  • 基於RFID的手持機快速充電電路模塊設計
    但是現在市場上大部分手持式RFID 讀寫設備的功耗較高， 為了延長其工作時間，需要採用大容量的鋰電池供電， 如何提供一個鋰電池快速充電的一種方法，這是本文需要探討的一個問題。本文就來設計滿足RFID 手持機功耗要求的DC-DC 變換電路， 以及相應的鋰電池快速充電電路。　　升壓電路的基本原理：常用Boost 升壓電路的原理如文獻所示。該電路實現升壓的工作過程可以分為兩個階段：充電過程和放電過程。
  • 電路圖天天讀(25):基於單片機的鋰電池快速充電電路
    本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201710/369584.htm　　單片機電路　　單片機晶片為Atmel公司的AT89C52單片機，B1為蜂鳴器，單片機的P2.0口輸出控制光耦器件，可以在需要時及時關斷充電電源。
  • 如何設計開關電源的啟動電路
    如下圖1所示，主要是一個由電阻和穩壓管組成的簡單啟動電路，正常工作下該啟動電路功耗較大，尤其開關電源在高溫環境、輸入高壓、輸出滿載的情況下啟動電路發熱嚴重極易給系統的穩定帶來風險，而且還會降低開關電源的轉換效率。
  • 鋰電池充電電路及保護電路方案設計
    鋰電池在接收外界的充電電路充電，它的最後充電電壓不能高於4.2V;鋰電池在向外界負載提供工作電源，它最後消耗的電壓會停留在3.0V;基於此，如果工程師將常用的5V/1A或者5V/2A規格的充電器，對鋰電池進行直接充電，這樣是否可以呢?
  • 應急燈充電電路圖大全(六款應急燈充電電路設計原理圖詳解)
    應急燈充電電路圖（一） 6V應急燈充電器電路如圖所示。電路中的二極體VD是隔離二極體，可防止蓄電池反向放電。 元器件選擇：R為充電限流電阻，可在5～10Ω間選取，其他元件無特殊要求，按圖標選用即可。 應急燈充電電路圖（二） 如下圖為應急燈電路圖。電路由兩節5號可充電電池和電子開關等元件組成。
  • 無線終端測試電子電路設計圖集錦 —電路圖天天讀(86)
    nRF24L01晶片的能耗非常低，以 -5 dBm 的功率發射時，工作電流只有10.5 mA，接收時的工作電流只有18 mA，它具有多種低功率工作模式，節能環保，設計方便。nRF24L01無線收發模塊的各管腳功能如表1所列，圖4所示是nRF24L01與單片機連接時的電路圖。
  • led應急燈電源電路圖大全(六款模擬電路設計原理圖詳解)
    led應急燈電源電路圖（一） 應急燈的工作原理 應急照明系統以自帶電源獨立控制型為主，正常電源接自普通照明供電迴路中，平時對應急燈蓄電池充電，當正常電源切斷時，備用電源（蓄電池）自動供電。這種形式的應急燈每個燈具內部都有變壓、穩壓、充電、逆變、蓄電池等大量的電子元器件，應急燈在使用、檢修、故障時電池均需充放電。另一種是集中電源集中控制型，應急燈具內無獨立電源，正常照明電源故障時，由集中供電系統供電。 在這種形式的應急照明系統中，所有燈具內部複雜的電子電路被省掉了，應急照明燈具與普通的燈具無異，集中供電系統設置在專用的房間內。其電路見圖1。下面介紹其工作原理。
  • 高頻感應加熱電源的驅動電路設計
    就目前國內的感應加熱電源研發現狀而言，高頻感應加熱電源是主流的研發設計方向，也是很多工程師的工作重點。在今天的文章中，我們將會為大家分享一種基於IR2llO晶片的高頻感應加熱電源驅動電路設計方案，希望能夠通過本次的方案分享，幫助大家更好的完成研發設計工作。
  • 經典電源保護電子電路設計精華盤點
    在電源電子電路設計中存在一些不穩定因素，而設計用來防止此類不穩定因素影響電路效果的迴路稱作保護電路。比如有過流保護、過壓保護、過熱保護、空載保護、短路保護等。鋰電池保護電路由兩個場效應管和專用保護集成塊S8232組成，過充電控制管FET2和過放電控制管FET1串聯於電路，由保護IC監視電池電壓並進行控制，當電池電壓上升至4.2V時，過充電保護管FET2截止，停止充電。
  • 藍牙耳機給鋰電池充電電路圖
    藍牙耳機的電源管理設計要求外圍組件少，集成度高，同時滿足藍牙晶片對負載響應和噪聲抑制的要求。無線立體聲耳機成為熱門產品。同時，隨著支持MP3播放的立體聲藍牙耳機的推出，藍牙耳機已能夠同時連接到藍牙行動電話和音樂播放器，這必將給藍牙應用帶來新的亮點。
  • 振蕩電路的工作原理及其特性,附設計集錦
    綜上所述，振蕩電路的振蕩條件為AF≥1：（;PA +（pf=t:2n-rr（n =0，l，2，3--）o　　在設計振蕩電路時，還必須注意以下的特性。　　1輸出位準的穩定度　　相對於時間，溫度，電源電壓的輸出位準穩定度。　　2振蕩波形失真　　此為正弦波輸出的失真率表示。如果為純粹的正弦波時，失真率成為零。
  • 智能型太陽能充電電路設計與實現
    本文擬對油田監測示功儀及中繼網絡節點設計一種智能化、免維護型的太陽能充電電路，為無線網絡節點供電。該設計電路具有以下特點：①基於開關電源技術設計的充電網絡具有自動調節佔空比的功能，具有很寬的輸入電壓範圍。②採用線性電源管理晶片，用先預充2恆流2恆壓的充電方式完成整個充電過程。
  • 高頻感應加熱電源驅動電路設計方案
    在今天的文章中，我們將會為大家分享一種基於IR2llO晶片的高頻感應加熱電源驅動電路設計方案，希望能夠通過本次的方案分享，幫助大家更好的完成研發設計工作。 在本次所分享的高頻感應加熱電源驅動電路設計方案中，我們使用晶片IR2llO用於該種驅動半橋串聯諧振逆變器的電路設計，如下圖圖1所示。
  • 超級電容快速初充電電路研究
    本文研究了一種基於反激變換器的快速充電電路　　[1]，對該電路工作原理、設計過程進行了詳細的分析，設計了實驗電路，對電路原理和性能進行了實驗驗證。　　2 快充電路工作原理　　圖 1 為基於反激變換器的超級電容快速充電電路拓撲及控制框圖。
  • 移動電源系統電路的設計與原理分析
    市面上移動電源中常使用2個電感，其中充電電路中，充電過程需要一個電感，Boost電路放電過程中也需要一個電感。充電電路的工作過程是通過5V的交流適配器給移動電源內部的鋰電池充電；而Boost電路工作過程是將移動電源內部鋰電池升壓到5V進行輸出，從而給行動裝置供電。
  • 六款uc3842開關電源電路圖分享
    uc3842開關電源電路圖分享（一） 用UC3842做的開關電源的典型電路見圖1。過載和短路保護，一般是通過在開關管的源極串一個電阻（R4），把電流信號送到3842的第3腳來實現保護。
  • 無人機系統電路設計圖集錦TOP5 —電路圖天天讀(149)
    電源模塊硬體電路設計　　飛行控制器的電源模塊電路給飛行控制器提供乾淨穩定的供電電壓，用來保證飛行控制器正常工作。電源模塊電路的設計好壞直接影響飛行控制器運行的穩定性和可靠性。該型無人機由於對尺寸有一定的要求，同時考慮到可靠性與成本，因此在設計時選用了成熟的標準模塊電源，外接少量器件即可工作。飛行控制器供電模塊電路如圖5所示。