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          車載USB充電管理與變換電路詳解 —電路圖天天讀(185)

          作者: 時間:2017-10-28 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

            隨著智能手機和平板電腦的普及以及隨之而來的高功耗,此類設(shè)備的電池大多只能保持一天的使用。越來越多的場合和設(shè)備配備了一個或多個USB充電端口,而車載USB充電器是其中重要的組成部分。由于車身體積較大,車內(nèi)線路較長,USB充電端口的電壓可能隨著線路的阻抗而減小從而造成充電電流不足。介紹了一種帶有線路補償功能的車載USB充電器的設(shè)計,使得USB充電端口的電壓隨著電流的增大而提高,實現(xiàn)了USB充電電壓的恒定,保證了USB端口的充電電流。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201710/369089.htm

            DC/DC Buck 設(shè)計主功率級采用了TI LM25117-Q1控制的同步Buck。LM25117-Q1是一款汽車級產(chǎn)品,它提供了功率電路所需要的各種保護,包括可調(diào)節(jié)輸入欠壓,過流及短路以及過溫保護。另外,LM25117-Q1可以模擬二極管控制,通過外部設(shè)定,使得同步buck在輕載時候模擬二極管工作,在檢測到下管有反向電流時,關(guān)閉下管,提高了變換器的輕載效率。

            

            充電管理電路:一款帶有線路補償?shù)腢SB充電器的設(shè)計方案。給出了線路補償?shù)挠嬎惴绞揭约?mathcad的設(shè)計過程。輸出充電管理TPS2546-Q1是一款汽車級產(chǎn)品,具有集成的USB 2.0 高速數(shù)據(jù)線路(D+/D-) 開關(guān)的USB 充電端口控制器和電源開關(guān)。TPS2546-Q1支持BC1.2的SDP/CDP, DCP模式,也支持非BC1.2標準的快速充電模式,比如D+/D-分配模式2.0V/2.7V和2.7V/2.0V、D+/D-1.2V模式。在本設(shè)計中,TPS2546-Q1配置成DCP-Auto模式(CTL1=0, CTL2=1, CTL3=1, ILIM_SEL=1), 該模式支持BC1.2 DCP及非BC1.2標準快速充電模式的自動切換,能支持目前世界上主流智能手機、平板電腦快速充電。處于該模式下,當充電電流超過負載檢測電流閾值(ILD典型值700mA)時,STATUS被拉低,LED燈D3會點亮。當充電電流下降到典型值650mA,3秒之后,D3會熄滅。根據(jù)數(shù)據(jù)手冊,選在 22.1kΩ的電阻R11連接到ILIM_HI腳,設(shè)置限流值典型值為2.275A,最小值為2.12A,最大值為2.43A,以支持最大 12W(5V,2.1A)的充電功率。

            

            光電隔離RS485($49.9800)典型電路圖

            RS485總線是一種常見的串行總線標準,采用平衡發(fā)送與差分接收的方式,因此具有抑制共模干擾的能力。在一些要求通信距離為幾十米到上千米的時候,RS485總線是一種應(yīng)用最為廣泛的總線。而且在多節(jié)點的工作系統(tǒng)中也有著廣泛的應(yīng)用。RS485電路總體上可以分為隔離型與非隔離型。隔離型比非隔離型在抗干擾、系統(tǒng)穩(wěn)定性等方面都有更出色的表現(xiàn),但有一些場合也可以用非隔離型。 我們就先講一下非隔離型的典型電路,非隔離型的電路非常簡單,只需一個RS485芯片直接與MCU的串行通訊口和一個I/O控制口連接就可以。如圖1所示:

            

            圖1、典型485通信電路圖(非隔離型)

            當然,上圖并不是完整的485通信電路圖,我們還需要在A線上加一個4.7K的上拉偏置電阻;在B線上加一個4.7K的下拉偏置電阻。中間的R16是匹配電阻,一般是120Ω,當然這個具體要看你傳輸用的線纜。(匹配電阻:485整個通訊系統(tǒng)中,為了系統(tǒng)的傳輸穩(wěn)定性,我們一般會在第一個節(jié)點和最后一個節(jié)點加匹配電阻。所以我們一般在設(shè)計的時候,會在每個節(jié)點都設(shè)置一個可跳線的120Ω電阻,至于用還是不用,由現(xiàn)場人員來設(shè)定。當然,具體怎么區(qū)分第一個節(jié)點還是最后一個節(jié)點,還得有待現(xiàn)場的專家們來解答呵。)TVS我們一般選用6.8V的,這個我們會在后面進一步的講解。



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