智能转换器可同时满足USB或插墙式电源供电需求

某oem制造商找到我们,表示需要我们提供“智能化的”dc/dc转换器,这样他们正基于omap处理器以及tps6501x电源管理器件开发的手持设备就能毫无问题地使用现有的配件、连接器和机壳了。下列介绍的解决方案采用低功耗dc/dc开关调节器解决了这一问题。通过添加某些外部组件,该部件能够解决电源连接问题,同时降低墙式电源适配器的电压,从而成功地为tps6501x电源管理设备供电。

  诸如数码相机、个人数字助理(pda)、因特网音频播放器或蜂窝式/智能电话等应用均由单体锂离子或锂聚合物电池供电。某些设备面临的问题是,怎样使用一种通用的连接器来适应两种不同的电源,比方说usb连接器或ac/dc墙式电源适配器。tps6501x是一款高度集成的器件,其专门针对基于omap处理器的应用,带有两个集成的dc/dc转换器,两个低压降调节器(ldo),以及一个锂离子或锂聚合物电池充电器。该系列器件还具备更多的特性,适用于不同应用的需求。

  这里介绍的电路可对连接的供电电压进行预稳压,从而满足tps6501x电源管理控制器正常工作所需的5.5v最大额定电压。如果应用对usb连接器或ac/dc墙式电源适配器只有一个引脚可用,那么就需要内部明确连接到哪种电源,并将电源连接至tps65010电源管理控制器的适当接口。两种不同的电源分别接至usb引脚43及ac引脚40。

  在我们给出的具体示例中,usb连接带有5v电源轨,范围介于4.5v至5.5v之间,最大电流为100ma或500ma。未经稳压的ac/dc墙式电源适配器在负载电流最大为200ma的情况下,其输出电压为9.5v,在负载电流为700ma的情况下会降至7.1v。

  图1显示了基于tps62051降压控制器的电路示意图。tps62051的优势在于增强了lbi(低电池电量指示器)功能,从而实现了精确的、用户可编程欠压锁定(uvlo)功能。

  如果将ac/dc墙式电源适配器连接到单引脚连接器,那么该引脚上的有效电压将根据负载处于7.1v至最大9.5v的范围之内。lbi阈值电压经过设定后,其值为6v。一旦输入电压升高至6v 以上,tps62051将启动操作,对输入电压进行调节,直至降至5v。该5v电压对tps65010控制器的ac引脚40而言是有效的。由于此处的lbo(低电池电量输出)引脚是集电极开路,因此p通道mosfet即t1为关闭,而0v在tps65010的usb引脚43处是有效的(图2)。

  由于tps62051的lbo引脚最大电压额定值为6v,因此应通过小信号npn晶体管对lbo信号进行电平移动 (level shift)。集电极开路的电压电平通常为5.1v(最大5.4v),这完全在参数限制的范围之内。

  此处唯一的缺点是,在断电时,usb引脚43短时间内会出现电压下降。

  如果将usb线缆连接至单引脚连接器,其电压为4.5v,最大有效值为5.5v。由于该电压大大低于tps62051的编程lbi阈值电压,因此dc/dc转换器保持关闭。lbo漏极输出会激活,引脚将处于低阻抗模式。这将启用p通道即t1,而输入电压将直接连接至tps65010的usb引脚43。

  如果采用usb供电,那么ac引脚电压将保持在较低的水平,因为不会达到6v阈值电压。在输入的有效供电电压与usb引脚的有效电压之间,电压为4.5v时延迟为200ms,5.5v时延迟约140ms。

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发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计