基于ATmega16L的便攜設(shè)備電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)

LTC1628是高性能降壓式雙開關(guān)穩(wěn)壓控制器，可驅(qū)動(dòng)各同步N溝道功率場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET。該控制器以恒定頻率電流型工作方式允許調(diào)節(jié)頻率可高達(dá)300 kHz。通過兩個(gè)控制器輸出級(jí)異相工作，最大限度降低了由輸入電容器的等效串聯(lián)電阻(ESR)引起的功耗和噪聲。3．5～30 V(最大為36 V)的寬輸入電源電壓范圍適用于所有類型的電池。控制器的RUN／SS引腳提供了軟啟動(dòng)，并實(shí)現(xiàn)可選定時(shí)的短路停機(jī)。
由于12 V的直流輸出電壓，處于4節(jié)鋰離子電池串聯(lián)的正常放電電壓范同(11～14．8 V)內(nèi)部，所以需要選擇一款能夠?qū)崿F(xiàn)升降壓的電源控制芯片。LTC3780是一款高性能的能降壓-升壓的開關(guān)型穩(wěn)壓器，可在輸入電壓高于、低于或等于輸出電壓的條件下工作。恒定頻率電流模式架構(gòu)提供了一個(gè)高達(dá)400 Hz的可鎖相頻率，可以在4～30 V寬輸入和輸出范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)不同工作模式間的無縫切換。借助于LTC3780為核心控制芯片，可以無縫切換Buck-Boost開關(guān)模式，高效率地升壓或降壓，具有自動(dòng)穩(wěn)定輸出電壓的作用，使蓄電池外特性有質(zhì)的飛躍。

4 程序流程圖
ATmega16L的主程序流程圖和定時(shí)器中斷例程如圖5所示。程序結(jié)構(gòu)采取前后臺(tái)程序結(jié)構(gòu)，對(duì)實(shí)時(shí)性要求比較高的電壓電流的采樣、開關(guān)控制和串口任務(wù)放在定時(shí)中斷中進(jìn)行處理，對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高的LED控制、剩余電量的計(jì)算、串口命令解析等任務(wù)放在主程序循環(huán)中進(jìn)行處理。

5 結(jié)束語
針對(duì)便攜設(shè)備應(yīng)用需求而設(shè)計(jì)的電源管理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)外部適配器供電和內(nèi)部電池組供電的自動(dòng)切換，利用專用充電控制芯片可以安全、高效率、大電流、精確的為電池組充電，微控制器可以方便進(jìn)行充電狀態(tài)監(jiān)控。微控制器可以根據(jù)電池放電電流和電壓，計(jì)算出電池內(nèi)阻，從而得出電池組剩余電量，計(jì)算的精度可以達(dá)到1％左右，基本滿足便攜設(shè)備的需求。同時(shí)，微控制器與嵌入式主板進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)了便攜設(shè)備的開關(guān)機(jī)和電源狀態(tài)的顯示。本電源系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠，功能完備，可根據(jù)不同便攜設(shè)備需求進(jìn)行靈活修改，具有很強(qiáng)的兼容性。
根據(jù)上述設(shè)計(jì)的電源系統(tǒng)已應(yīng)用在北京市高速公路便攜式收費(fèi)機(jī)上，至今生產(chǎn)了500余套，運(yùn)行穩(wěn)定，在一定程度上緩解了北京市高速公路收費(fèi)站擁堵的問題。