電源管理電路圖設(shè)計(jì)TOP11 —電路圖天天讀（55）

　　TOP1 基于ISL8088高效2.25MHz降壓電源電路設(shè)計(jì)

　　Intersil 公司的ISL8088是雙路800mA低靜態(tài)電流高效2.25MHz同步降壓電源穩(wěn)壓器，電源電壓從2.75V到5.5V，工作頻率2.25MHz，可使用小型低成本電感和電容，每路輸出電壓可低至0.6V，主要應(yīng)用在DC/DC 模塊，F(xiàn)PGA和DSP電源，路由器和交換機(jī)的插入DC/DC模塊，測(cè)試和測(cè)量系統(tǒng)，鋰離子電池和條形碼閱讀器。本文介紹ISL8088主要特性以及應(yīng)用電路，以及ISL8088 EVAL1Z評(píng)估板主要特性。

　　ISL8088有用戶可配置的工作模式PWM模式和PFM / PWM模式。迫使PWM模式操作可以減少噪音和射頻干擾而高效降低切換損失。在操作模式，渠道吸引總靜態(tài)電流只有30μa因此使輕載效率高為了最大化電池壽命。ISL8088提供監(jiān)控輸出在升高。關(guān)閉時(shí)，ISL8088放電輸出電容器。其他特性還包括內(nèi)部數(shù)字軟啟動(dòng)，使對(duì)權(quán)力序列，過電流保護(hù)，熱關(guān)閉。 ISL8088提供3 mmx3mm 10 Ld DFN包和1毫米最大高度。完整的轉(zhuǎn)換器占地面積小于1.8平方厘米。

　　ISL8088 EVAL1Z評(píng)估電路設(shè)計(jì)

　　ISL8088 的EVAL1Z工具包是供個(gè)人使用，與荷載點(diǎn)要求應(yīng)用程序采購從2.75 v至5.5 v。ISL8088EVAL1Z評(píng)估板用于演示ISL8088低靜態(tài)電流模式轉(zhuǎn)換器的性能。ISL8088提供3 mmx3mm 10 Ld DFN包和1毫米最大高度。完整的轉(zhuǎn)換器占地面積小于1.8平方厘米。

　　基于Intersil ZL2008的數(shù)字電源電路設(shè)計(jì)

　　ZL2008是數(shù)字DC/DC電源控制器，集成了3A MOSFET驅(qū)動(dòng)器，均流特性允許多個(gè)器件并聯(lián)連接給負(fù)載供電，以滿足更高電流的需求。輸入電壓3V-14V，輸出電壓0.64V-5.5V，輸出電壓精度±1%，并具有快速負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)，集成了和PMBus兼容的I2C/SMBus接口，主要用在服務(wù)器/存儲(chǔ)器設(shè)備，通信/數(shù)據(jù)通信設(shè)備以及電源模塊。本文介紹了ZL2008主要特性，12V輸入輸出1.8V/16A應(yīng)用電路圖， 三相均流方框圖以及ZL2008EVAL1Z評(píng)估板主要特性。

　　12V輸入輸出1.8V/16A應(yīng)用電路設(shè)計(jì)

　　ZL2008設(shè)計(jì)是一個(gè)靈活的構(gòu)建塊的直流電源，可以很容易地適應(yīng)設(shè)計(jì)從單相電源操作從3.3 v輸入到多階段供應(yīng)從12 v的輸入操作。ZL2008不需要復(fù)雜的電源管理以及很多外部離散的組件。關(guān)鍵操作pin-straps可配置的特性，包括補(bǔ)償、電流共享和輸出電壓。 ZL2008使用I2C / SMBus™與PMBus™協(xié)議通信的主機(jī)控制器和Digital-DC總線之間的通信Zilker實(shí)驗(yàn)室設(shè)備。

　　ZL2008三相均流電路設(shè)計(jì)

　　文章相關(guān)芯片資料下載：

　　ISL8088芯片資料下載點(diǎn)擊進(jìn)入》》》

　　ZL2008芯片資料下載點(diǎn)擊進(jìn)入》》》

　　ISL94203EVAL1Z 芯片資料下載點(diǎn)擊進(jìn)入》》》

　　ISL94203芯片資料下載點(diǎn)擊進(jìn)入》》》

　　ISL78010芯片資料下載點(diǎn)擊進(jìn)入》》》

　　ISL9110芯片資料下載點(diǎn)擊進(jìn)入》》》

　　TOP2 基于ISL8201M電源PWM控制電路設(shè)計(jì)

　　電路主要特性：自適應(yīng)輕載效率優(yōu)化，3 v 14 v輸入范圍，0.54 v至5.5 v輸出范圍，普拉和DOSA電壓調(diào)整模式，輸出電壓精度±1%，內(nèi)部MOSFET驅(qū)動(dòng)程序，快速加載瞬態(tài)響應(yīng)，當(dāng)前共享和相交叉，參數(shù)捕獲快照，通過無鉛認(rèn)證（6 mmx6mm）QFN的電源管理，數(shù)字軟啟動(dòng)/停止，精度延遲和過渡，權(quán)力好/啟用，電壓跟蹤、測(cè)序旖旎，電壓、電流和溫度監(jiān)測(cè)，I2C / SMBus接口，PMBus兼容，輸出電壓和電流保護(hù)，內(nèi)部非易失性存儲(chǔ)器（NVM）

　　評(píng)估板電路設(shè)計(jì)

　　ZL2008是一個(gè)集成的混合信號(hào)功率轉(zhuǎn)換和管理集成電路相結(jié)合的一種有效的降壓直流/直流轉(zhuǎn)換器與關(guān)鍵能力和熱管理功能在一個(gè)包中。ZL2008包含當(dāng)前共享和適應(yīng)性效率優(yōu)化算法提供一個(gè)靈活、高效的功率集成電路構(gòu)建塊。ZL2008EVAL1Z平臺(tái)是一個(gè)層板展示15同步降壓轉(zhuǎn)換器。測(cè)序、跟蹤加旁注，加上其他功能可以使用這個(gè)評(píng)估板。USB SMBus適配器板可以使用eval板連接到電腦。數(shù)字電源的關(guān)鍵是電源管理、控制信號(hào)的數(shù)字化處理，其基本要求是：在保障穩(wěn)定性的前提下，具有快速性、平穩(wěn)性和準(zhǔn)確性。ZL2008是數(shù)字DC/DC電源控制器，集成了3A MOSFET驅(qū)動(dòng)器，均流特性允許多個(gè)器件并聯(lián)連接給負(fù)載供電，很好的滿足電源管理要求。若各位讀者在電源管理設(shè)計(jì)方面還有獨(dú)特想法，歡迎在評(píng)論處討論。

　　基于ISL8201M電源PWM控制電路設(shè)計(jì)

　　Intersil 公司的ISL8201M是 20V 10A輸出電流的可變輸出降壓電源，是高性能PWM控制器，開關(guān)頻率600kHz，它集成了功率MOSFET，電感和所有的無源元件，可以實(shí)現(xiàn)完整的 DC/DC電源解決方案。 ISL8201M輸入電壓從1V到20V， 采用單個(gè)分壓電阻可實(shí)現(xiàn)輸出電壓從0.6V到5V， 峰值電流達(dá)17A，效率高達(dá)95%，可用在服務(wù)器，工業(yè)設(shè)備，POL穩(wěn)壓，電信和數(shù)據(jù)通信設(shè)備以及其它通用降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器。本文介紹了 ISL8201M的主要特性，方框圖，典型應(yīng)用電路和ISL8201MEVAL1Z 評(píng)估板電路圖與材料清單。

　　ISL8201M典型應(yīng)用電路設(shè)計(jì)

　　ISL8201M主要特性：完整的開關(guān)模式電源，輸入電壓范圍從+ 4.5 + 14.4 v，寬輸入電壓范圍從1 v 20 v，10直流輸出電流，輸出電流峰值，可調(diào)+ 0.6 v至+ 5 v輸出范圍，高達(dá)95%的效率，簡(jiǎn)單的電壓模式控制，固定600千赫切換頻率，快速瞬態(tài)響應(yīng)，激活功能選項(xiàng)，Pre-biased輸出啟動(dòng)能力，內(nèi)部軟啟動(dòng)，過電流保護(hù)的下部MOSFET rDS（上）傳感（Non-Latching，自動(dòng)恢復(fù)），占用空間小，低調(diào)表面山QFN包（15 mmx15mmx3.5mm）。

　　ISL8201MEVAL1Z 評(píng)估板

　　ISL8201MEVAL1Z波爾模塊評(píng)估板如圖。用戶可以用它來評(píng)估性能的英特錫爾ISL8201MEVAL1Z波爾模塊。這個(gè)由電源和負(fù)載的功率和負(fù)載連接器，開關(guān)PVCC偏見的選擇和開/關(guān)的選擇，和其他無源元件。輸入電壓范圍從1 20 v，v，輸出電壓范圍是5 v ~ 0.6 v。不需要額外PVCC偏壓源當(dāng)使用5 v的輸入電壓或12 v。它可以直接連接到輸入端。然而，在寬輸入范圍，高于14 v或低于5 v，PVCC偏見需要添加外部源，它提供了操作模塊的偏見。初步制定輸出電壓為1.5 v為典型的評(píng)價(jià)。

　　ISL8201MEVAL1Z 評(píng)估板電路圖

　　R1用于設(shè)置ISL8201MEVAL1Z的輸出電壓。初始設(shè)置是6.49 kΩ6.49 v輸出電壓。與R1、R2和R3，用于調(diào)整ISL8201MEVAL1Z的輸出電壓。R4用于設(shè)置過流旅行ISL8201MEVAL1Z水平。3.57 kΩISL8201MEVAL1Z已經(jīng)集成。R18，C18和C19緩沖器網(wǎng)絡(luò)，從而降低半導(dǎo)體內(nèi)部的壓力。R13、R14、C12 C13、C14，比如外部補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。ISL8201MEVAL1Z集成了3型補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)模塊內(nèi)的典型應(yīng)用。R15、R16 R17、R20 R21，C17，是升高時(shí)序電路。在PVCC偏置的情況下，先升高，然后輸入電壓。

　　文章相關(guān)芯片資料下載：

　　ISL9112芯片資料下載點(diǎn)擊進(jìn)入》》》

　　ISL97684芯片資料下載點(diǎn)擊進(jìn)入》》》

　　ISL70001SRH芯片資料下載點(diǎn)擊進(jìn)入》》》

　　ISL9208芯片資料下載點(diǎn)擊進(jìn)入》》》

　　ISL6228芯片資料下載點(diǎn)擊進(jìn)入》》》

　　ISL8201M芯片資料下載點(diǎn)擊進(jìn)入》》》

　　TOP3 ASSP優(yōu)化手持設(shè)備中的電源管理電路設(shè)計(jì)

　　無縫地管理交流適配器，USB和鋰離子電池之間的功率流，符合USB標(biāo)準(zhǔn)，所有部分均封裝在一個(gè)4×5mm QFN內(nèi)。似乎這還不足夠，它還帶有一個(gè)全功能的鋰離子/聚合物電池充電器，能夠提供高達(dá)1.2A的充電電流，再加上三個(gè)用來產(chǎn)生絕大多數(shù)USB外設(shè)所需的低電壓軌的高效率同步降壓轉(zhuǎn)換器。此外，LTC3555還提供一個(gè)恒定的25mA的低壓差線性調(diào)節(jié)器來為實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）和低功率邏輯電路供電。整個(gè)器件可以通過一個(gè)簡(jiǎn)單的I2C接口或簡(jiǎn)單的I/O口來控制。

　　LTC3555接口電路設(shè)計(jì)

　　電路原理：DC/DC變換是一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的降壓變換。LTC3555的三個(gè)片上降壓變換器都工作在電流模式控制，效率高達(dá)95%，具有I2C或芯選觸發(fā)突發(fā)模式或自動(dòng)的觸發(fā)突發(fā)模式。DC/DC變換器的開關(guān)頻率為2.25MHz，允許使用很小的外部電容和電感。這些降壓變換器的連續(xù)輸出電流分別為 1A，400mA和400mA，輸出電壓在0.8-3.6V之間可編程。

　　Intersil電源前端微控制電路設(shè)計(jì)

　　Intersil鋰離子電池組監(jiān)測(cè)、保護(hù)和平衡IC是專門設(shè)計(jì)來滿足嚴(yán)格的安全、可靠性和便攜式和電池供電的應(yīng)用程序的性能需求如消費(fèi)產(chǎn)品、家用電器、電池備份和電機(jī)/電動(dòng)自行車。集成電路的所有主要的內(nèi)部包含內(nèi)置的故障檢測(cè)功能和檢測(cè)外部故障如明線，下電壓、溫度以及細(xì)胞平衡故障減少電池組故障。整體的高度集成的功能提供許多好處和他們的使用可以顯著降低整體電池管理成本。

　　測(cè)試前端電壓電路

　　完整的獨(dú)立操作，獨(dú)立包裝，沒有單片機(jī)控制，需要在eepm操作參數(shù)設(shè)定，可以使用作為一個(gè)外部的前端，微控制器μC可以覆蓋的部分或全部自動(dòng)完成特性。3 - 8細(xì)胞的應(yīng)用程序支持LiIon首席運(yùn)營(yíng)官包從6 - 36 v電壓監(jiān)測(cè)電池電壓從0到4.8 v功能，保護(hù)電池和集成電路，自動(dòng)平衡細(xì)胞，測(cè)量電池電壓監(jiān)控當(dāng)前包和方向。

　　前端微控制電路

　　作為一個(gè)外部的前端微控制器，提供模擬電壓，轉(zhuǎn)換外部μC，具有充電/放電場(chǎng)效應(yīng)晶體管驅(qū)動(dòng)，支持內(nèi)部或外部被動(dòng)平衡場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包括過電流自動(dòng)關(guān)閉，功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管為4至6，單元的應(yīng)用程序包從8 - 27 v電壓功能，過電流保護(hù)電池組條件平衡細(xì)胞從μC命令電池電壓測(cè)量測(cè)量的溫度3.3 v為包電子調(diào)節(jié)器。

　　TOP4 專用條形碼無線掃描器電源控制電路設(shè)計(jì)

　　電源模塊由兩部分組成，1AH的鋰電池和電源穩(wěn)壓芯片MAX604。MAX604芯片是一種低壓差、低功耗線性穩(wěn)壓器，用來保證系統(tǒng)工作電壓的穩(wěn)定。鋰電池隨著使用時(shí)間的增加，電量將會(huì)逐漸降低，不能有效保證系統(tǒng)穩(wěn)定工作。因此在鋰電池后端加一片MAX604，電壓始終穩(wěn)定在3.3V。MAX604芯片上的OFF端，可以用來控制穩(wěn)壓芯片是否輸出電壓。當(dāng)OFF端上是高電平“1”時(shí)，該模塊就有輸出電壓；當(dāng)OFF端上是低電平“0”時(shí)，該模塊就無輸出電壓。本系統(tǒng)利用這一個(gè)特性，實(shí)現(xiàn)電源的開關(guān)和休眠的喚醒。其硬件原理圖如圖2所示。

　　圖2 電源控制電路

　　鍵盤輸入模塊

　　本掃描器共設(shè)計(jì)28個(gè)按鍵；將mPSD3200單片機(jī)的PA，PB口設(shè)置成普通的I/O接口以構(gòu)成一個(gè)行列式鍵盤矩陣。將PA0~6設(shè)置為七根列線，PB0~3設(shè)置為四根行線，并將PA7設(shè)置成邏輯輸入。用PA7口來檢測(cè)列線上是否有鍵按下。當(dāng)檢測(cè)到有鍵按下時(shí)，PA7向CPU申請(qǐng)中斷，由CPU 來判斷具體是哪個(gè)鍵。具體電路如圖3所示。

　　圖3 鍵盤控制電路

　　LCD顯示模塊

　　本掃描器顯示液晶屏采用KS0741芯片，該芯片本身自帶驅(qū)動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)模塊與CPU的接口有串行或并行兩種控制方式，本掃描器采用并行控制方式。該液晶屏功耗較低，工作電流僅為毫安級(jí)。它可以顯示文字與圖片，該液晶屏最多可以顯示8×16個(gè)漢字。能為用戶顯示各種信息。系統(tǒng)的主控制芯片選用SoC單片機(jī)mPSD3254BV。 mPSD3200單片機(jī)是ST公司將51內(nèi)核與PSD（可編程系統(tǒng)器件）模塊組合在一起的一款典型的SoC芯片。它在一塊芯片中集成了8052的內(nèi)核，擴(kuò)展了I/O端口PA~PD，增加了I2C、USB、PWM、ADC等功能部件和二個(gè)UART接口，還增加了PLD（可編程邏輯器件）的功能；同時(shí)片內(nèi)包括兩塊大容量的FLASH存儲(chǔ)塊和SRAM存儲(chǔ)器，并可根據(jù)實(shí)際需要將其配置為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或者程序存儲(chǔ)器來使用。

　　Intersil汽車TFT-LCD顯示器電源電路設(shè)計(jì)

　　Intersil公司的ISL78010是汽車電子級(jí)TFT-LCD顯示器電源，它集成一個(gè)升壓轉(zhuǎn)換器和2A FET，兩個(gè)用來產(chǎn)生VON 和 VLOGIC的正向LDO，以及用來產(chǎn)生VOFF的負(fù)向LDO。升壓轉(zhuǎn)換能編程在P模式工作，以得到最佳的瞬態(tài)響應(yīng)，或工作在PI模式，以改善負(fù)載的調(diào)整率。本文介紹了ISL78010的主要性能，升壓穩(wěn)壓器方框圖和典型的應(yīng)用電路圖以及手提/便攜式顯示器應(yīng)用方案（LCD/OLED）。

　　ISL78010應(yīng)用電路圖

　　ISL78010是多個(gè)輸出調(diào)節(jié)器用于汽車電子。它功能單一提高轉(zhuǎn)換器集成場(chǎng)效應(yīng)晶體管。變換器可以被編程在模式為最優(yōu)瞬態(tài)響應(yīng)或P提高負(fù)載調(diào)節(jié)。 ISL78010 包括故障保護(hù)所有四個(gè)頻道。一旦檢測(cè)到故障，無論是VBOOST，或VOFF通道，設(shè)備將被鎖住，直到輸入供應(yīng)。后者序列需要一個(gè)外部晶體管。啟動(dòng)的時(shí)間序列設(shè)置使用一個(gè)外部電容器。ISL78010進(jìn)來一個(gè)32 Ld 5 x5 TQFP包和指定操作在-40°C到+ 105°C溫度范圍。主要特性有，電流場(chǎng)效應(yīng)晶體管，3 v 5 v的輸入，20 v輸出，1%的監(jiān)管提高，可編程序列延遲，完全故障保護(hù)。

　　TOP5 驅(qū)動(dòng)式無線流量計(jì)電源管理電路設(shè)計(jì)

　　介紹了溫差發(fā)電的原理，應(yīng)用低功耗儀器的設(shè)計(jì)方法，研制了一套基于蒸汽的溫差發(fā)電、充電功能的低功耗無線渦街流量計(jì)。引入無線通信方式，摒棄了傳統(tǒng)自動(dòng)化儀表布線繁瑣的缺點(diǎn)。該流量計(jì)具有較好的實(shí)用價(jià)值。溫差發(fā)電是利用熱電轉(zhuǎn)換材料將熱能轉(zhuǎn)化為電能的全靜態(tài)發(fā)電方式，具有無噪音、無污染、無磨損、壽命長(zhǎng)、體積小等優(yōu)點(diǎn)，但其輸出電壓波動(dòng)大、輸出功率小，適用于微小功率的設(shè)備使用。溫差發(fā)電有完善的物理理論基礎(chǔ)和成熟的溫差發(fā)電片制造技術(shù)的支持，從20世紀(jì)60年代開始，陸續(xù)有一批溫差發(fā)電機(jī)成功用于航天飛機(jī)和軍事領(lǐng)域。近幾年隨著溫差發(fā)電片生產(chǎn)成本的降低與轉(zhuǎn)換效率的不斷提高，溫差發(fā)電技術(shù)在工業(yè)和民用方面表現(xiàn)出了良好的應(yīng)用前景。

　　電源管理電路設(shè)計(jì)

　　電能管理包括TEG的電能收集、鋰電池充放電、TEG輸出電壓、鋰電池狀態(tài)檢測(cè)和異常報(bào)警以及流量計(jì)各部件的工作狀態(tài)控制等功能。如圖5所示，電能管理電路由TEG、DC/DC、鋰電池充電芯片、鋰電池和穩(wěn)壓芯片組成。

　　圖5 電源管理電路圖

　　流量計(jì)電路的電源由TEG或電池提供。當(dāng)管道中有蒸汽流過時(shí)TEG便發(fā)電，經(jīng)二極管D1可向電路供電，此時(shí)二極管D2處于截止?fàn)顟B(tài)，鋰電池不向電路供電；當(dāng)管道中沒有蒸汽流動(dòng)時(shí)，TEG沒有電壓輸出，此時(shí)D2導(dǎo)通，D1截止，鋰電池向電路供電。

　　基于ISL911x高度集成升降壓電源電路設(shè)計(jì)

　　Intersil公司的ISL9110和ISL9112是高度集成升降壓開關(guān)穩(wěn)壓電源，輸入電壓可高于或低于輸出電壓，并可在降壓和升壓模式無縫轉(zhuǎn)換，輸入電壓1.8V-5.5V，輸出電流1.2A，效率高達(dá)95%，靜態(tài)電流35uA，開關(guān)頻率2.5MHz，I2C接口，主要應(yīng)用在單個(gè)鋰電池的 3.3V穩(wěn)壓器，智能手機(jī)和平板電腦，手持設(shè)備和POL穩(wěn)壓器。本文介紹了ISL9110和ISL9112主要特性， 方框圖，幾種典型應(yīng)用電路圖，以及ISL9110IRTNZ/IRT7Z/IRTAZ-EVAL1Z評(píng)估板主要特性，電路圖和相應(yīng)的材料清單與PCB元件布局圖。

　　ISL9110和ISL9112主要特性：接受輸入電壓高于或低于調(diào)節(jié)輸出電壓，自動(dòng)和巴克之間的無縫過渡，提高模式，輸入電壓范圍：1.8 v至5.5 v，輸出電流：1.2，效率高：95%，35μa靜態(tài)電流輕載效率最大化，2.5 mhz切換頻率最小化外部組件的大小，選擇Forced-PWM模式和外部同步，I2C接口（ISL9112），充分保護(hù)過流，過熱和欠壓，小3 mmx3mm TDFN包。

　　圖2. ISL9110IRTAZ 典型應(yīng)用電路圖

　　圖3. ISL9112典型應(yīng)用電路圖

　　圖4. ISL9112IRTNZ 典型應(yīng)用電路圖

　　TOP6 評(píng)估板主要電路設(shè)計(jì)

　　評(píng)估板主要特性：ISL9110IRTAZ 高效b調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)輸出電壓，輸入額定電壓1.8 v至1.8 v，電阻器可編程輸出電壓3.3 v，輸出電流和輸出電壓3.3 v，2.5 mhz切換頻率，跳線選擇EN（啟用/禁用），跳線選擇模式（auto-PFM / forced-PWM），領(lǐng)導(dǎo)指標(biāo)PG和蝙蝠狀態(tài)輸出，連接器，測(cè)試點(diǎn)和跳投，便于評(píng)估。

　　圖5.ISL9110IRTAZ-EVAL1Z評(píng)估板電路圖

　　圖6. ISL9110IRTNZ-EVAL1Z 評(píng)估板電路圖

　　圖7. ISL9110IRT7Z-EVAL1Z 評(píng)估板電路圖

　　不穩(wěn)定的電壓會(huì)給設(shè)備造成致命傷害或誤動(dòng)作，影響生產(chǎn)，造成交貨期延誤、質(zhì)量不穩(wěn)定等多方面損失。同時(shí)加速設(shè)備的老化、影響使用壽命甚至燒毀配件，使業(yè)主面臨需要維修的困擾或短期內(nèi)就要更新設(shè)備，浪費(fèi)資源；嚴(yán)重者甚至發(fā)生安全事故，造成不可估量的損失。Intersil公司的ISL9110和 ISL9112是高度集成升降壓開關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)性能大大改善，在電源行業(yè)有很大的發(fā)展前景。

　　TOP7 高性價(jià)比的電源適配器應(yīng)用電路設(shè)計(jì)

　　本文所討論的低功率電源適配器主要針對(duì)輸出功率5~15瓦的電源系統(tǒng)。主要有兩類方案，即集成PWM控制器方案和分立PWM控制器方案。圖1是集成PWM控制器的典型應(yīng)用圖，U1采用DIP-8封裝，內(nèi)部集成了PWM控制器和功率MOSFET。變壓器輸入側(cè)電路包括：由X電容CX和共模電感L- COM組成的輸入濾波電路，由BD組成的整流橋電路，由U1組成的控制及功率電路。變壓器輸出側(cè)包括：二極管D10等組成的輸出整流濾波電流；固定電壓基準(zhǔn)U2等組成的穩(wěn)壓反饋電路。該方案由于功率器件和PWM器件集成在一個(gè)封裝內(nèi)，故集成度較高，但散熱設(shè)計(jì)難。圖2是分立PWM控制器方案，U1多采用 SOIC-8或SOT23-6， 內(nèi)部只含PWM控制器，功率器件Q1是MOSFET。其余外圍電路與集成PWM控制器方案相同。

　　以上兩類方案的PWM控制器部分的共性是：多內(nèi)置固定開關(guān)頻率、斜波補(bǔ)償、輕載時(shí)自動(dòng)跳頻、負(fù)載短路開路保護(hù)，這些都滿足了5W~15W消費(fèi)類電源系統(tǒng)的低成本、低待機(jī)能耗、高可靠性要求。以上兩種方案及其拓展成的多數(shù)應(yīng)用方案在DVD電源、電腦輔助電源、電池充電器、網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備領(lǐng)域等占有統(tǒng)治地位。

　　無論是圖1的集成PWM控制方式還是圖2的分立PWM控制器，都只能與功率器件MOSFET配套使用，故成本較高；為了符合電磁兼容要求，其應(yīng)用系統(tǒng)的輸入部分還必須含有X電容和共模電感L-COM組成的輸入濾波電路，成本也高。粗略估算，PWM控制（包括功率MOSFET）及輸入濾波電路的成本是整個(gè)系統(tǒng)元件成本的35%，這些都不符合消費(fèi)類電子低成本的趨勢(shì)要求。

　　因此，從PWM控制器的設(shè)計(jì)概念上尋求突破，同時(shí)最大程度地提高集成度，才能有效減少外圍元件數(shù)，從而最終降低系統(tǒng)成本，這正是新推出的PWM控制器AP3710的方案設(shè)計(jì)思路。AP3710是一款射極驅(qū)動(dòng)模式的PWM控制器芯片，啟動(dòng)時(shí)首先從驅(qū)動(dòng)端OUT獲得初始電流，供電源端VCC，系統(tǒng)開始工作。系統(tǒng)正常工作時(shí)，從變壓器的輔助繞組獲得足夠的能量維持VCC電壓。 UVLO比較器確保了AP3710在一定的開啟電壓和關(guān)斷電壓區(qū)間內(nèi)可靠運(yùn)行。內(nèi)置振蕩器的頻率固定，但開關(guān)頻率在一定范圍抖動(dòng)，改善了系統(tǒng)EMI。斜波補(bǔ)償功能提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。短路保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)方式是：當(dāng)系統(tǒng)輸出短路時(shí)，VCC端必將跌落至關(guān)斷其門檻以下，此時(shí)芯片并不立即從啟動(dòng)，而是從通過放電模塊將VA端的電位拉低，使AP3710的VCC端得不到能量供應(yīng)，從而有效降低了系統(tǒng)短路時(shí)的輸入功率。

　　AP3710的電源適配器方案

　　圖4是AP3710的適配器方案原理圖。AP3710（U1）的脈沖輸出腳與三極管Q1的發(fā)射極直接相連，電網(wǎng)上電后，U1的OUT腳首先從Q1的發(fā)射極獲得能量，實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)。C6、R7和C5是環(huán)路補(bǔ)償元件，再配合恒壓元件U2實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載端電壓的穩(wěn)定性調(diào)節(jié)。整體方案具有最好的性能，諸如待機(jī)功率、 EMI、轉(zhuǎn)換效率、動(dòng)態(tài)特性等性能達(dá)到了高性能電源適配器的指標(biāo)要求。另外，該方案的器件數(shù)量少，沒有輸入X電容及共模電感，Q1是低價(jià)格的晶體三極管，因而這是一種極高性價(jià)比的電源適配器方案。

　　TOP8 基于ISL97684顯示LED電源背光驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

　　Intersil公司的ISL97684是用于中等尺寸TFT-LCD背光的四路LED驅(qū)動(dòng)器，輸入電壓低到4V，輸出電壓高達(dá)45V.還提供 8位PWM 調(diào)光，在時(shí)的線性度低至0.009%，或30kHz時(shí)為1.35%，主要應(yīng)用在平板PC和筆記本電腦顯示LED背光，PMP LED背光。本文介紹了ISL97684主要特性，以及單電源，雙電源應(yīng)用電路和PWM調(diào)光應(yīng)用電路。

　　ISL97684主要特性：輸入電壓4.0 v ～26.5 v Max 45 v的電壓輸出，輸入電壓3.0 v～24 v的最大輸出電壓26.5 v，PWM調(diào)光可調(diào)線性調(diào)光頻率與占空因數(shù)從0.4%到100% ，30千赫直接PWM調(diào)光工作周期線性從0.009%到100%在200赫茲，當(dāng)前0.7%的匹配典型從1% ～100%變暗選擇600千赫或1 mhz切換頻率PWM和PFM模式，動(dòng)態(tài)空間控制，故障保護(hù)字符串開/短路保護(hù)，OVP，OTP薄和緊湊TQFN-16 3 mmx3mm包。

　　圖2.ISL97684單電源3V應(yīng)用電路圖

　　圖3.ISL97684雙電源2.7V應(yīng)用電路圖

　　圖4.ISL97684直接PWM調(diào)光應(yīng)用電路圖

　　圖4.ISL97684 采用RFPWM頻率可調(diào)的PWM調(diào)光應(yīng)用電路圖

　　ISL97683，ISL97682 ISL97684是intersil的高度集成LED驅(qū)動(dòng)電路芯片。這些部件可以驅(qū)動(dòng)LED的多個(gè)通道輸入低至4 v輸出高達(dá)45 v。他們還可以操作從輸入低至3 v輸出26.5 v的引導(dǎo)配置。功能可選渠道移相控制。這個(gè)功能是用來減少輸入、輸出脈動(dòng)特性和負(fù)載瞬變，幫助消除或減少視頻和音頻噪聲干擾從背光驅(qū)動(dòng)操作。同時(shí)提供8位 PWM調(diào)光系統(tǒng)，需要頻率調(diào)整的靈活性。獨(dú)特的自適應(yīng)提高交換架構(gòu)，ISL97682，ISL97683，ISL97684也提供直接PWM調(diào)光輸出，它遵循輸入和達(dá)到200赫茲時(shí)，線性低至0.009%或1.35%在30千赫。

　　TOP9 采用ISL70001SRH耐輻射高效同步電源電路設(shè)計(jì)

　　Intersil 公司的ISL70001SRH是耐輻射高效同步降壓電源穩(wěn)壓器，輸入電壓3V到5.5V，輸出電壓外部調(diào)節(jié)，從0.8V到輸入電壓的85%，效率大于 90%，輸出電流在TJ在+145℃時(shí)為6A. 耐輻射劑量在50-300rad（Si）/s之間，主要用在FPGA，CPLD， DSP，CPU核或I/O電源，以及低壓高密度分布式電源系統(tǒng)。本文介紹ISL70001SRH耐輻射電源主要特性，典型應(yīng)用電路以及 ISL70001SRHEVAL1Z評(píng)估板電路圖和材料清單。

　　ISL70001SRH 主要特性：高效達(dá)到90%，固定為1 mhz工作頻率，操作從3 v 到5.5 v供應(yīng)，±1%參考電壓，負(fù)載、溫度和輻射，可調(diào)節(jié)輸出電壓，兩個(gè)外部電阻設(shè)置輸出電壓0.8 v ，雙向同步銷允許將兩個(gè)設(shè)備同步180°不同相的，設(shè)備使比較器的輸入類型，輸入欠壓、輸出欠壓和輸出過載保護(hù)。

　　圖2.ISL70001SRH 5V輸入應(yīng)用電路圖

　　圖3.ISL70001SRH 3.3V輸入應(yīng)用電路圖

　　ISL70001SRHEVAL1Z評(píng)估板：

　　圖4.ISL70001SRHEVAL1Z評(píng)估板電路圖

　　ISL70001SRHEVAL1Z評(píng)估板的目的是演示ISL70001SRH的特性，同步調(diào)節(jié)器集成電路與集成場(chǎng)效芯片的具體應(yīng)用。3 v的輸入電壓和監(jiān)管提供了一種輸出電壓0.8 v至85%的輸入電壓，輸出電流從0到6。輸出可以快速設(shè)置為任何常用的預(yù)設(shè)電壓（0.8 v，1.0 v，1.2 v，1.8 v，2.5 v，3.3 v）或使用機(jī)載電位器調(diào)整另一個(gè)電壓。信號(hào)是高，燈紅表明，輸出電壓在±11%的典型管理。提供了一個(gè)撥動(dòng)開關(guān)方便地啟用或禁用輸出電壓。 ISL70001SRHEVAL1Z評(píng)估委員會(huì)可以設(shè)置為運(yùn)行的名義1 mhz內(nèi)部振蕩器ISL70001SRH或1 mhz±20%的外部時(shí)鐘同步。兩個(gè)或兩個(gè)以上ISL70001SRHEVAL1Z互相評(píng)價(jià)可以同步在主/從配置中，所有切換180°不同相對(duì)主單元。

　　TOP10 基于LCDSI71263液晶顯示模塊電路設(shè)計(jì)

　　無源液晶顯示模塊的實(shí)現(xiàn)方法切實(shí)可行，具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，具有很好的參考價(jià)值和實(shí)用性。只需串接在兩線制變送器4～20mA回路里，即可顯示測(cè)量工程值或測(cè)量百分比，無需電池或接入電源?？汕度氲浆F(xiàn)場(chǎng)儀表的表頭就地顯示，或安裝在控制室集中顯示，是一種通用的無源液晶顯示模塊。

　　信號(hào)采樣電阻產(chǎn)生的最大200mV信號(hào)送入模數(shù)轉(zhuǎn)換器的差分輸入端，轉(zhuǎn)換為數(shù)字量進(jìn)行顯示。模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用抗工頻干擾強(qiáng)的雙積分模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ICL7106，可以直接驅(qū)動(dòng)3位半液晶顯示器，顯示模塊通過兩個(gè)接線端串接到兩線制變送器的4～20mA回路里，通過液晶模塊的可調(diào)精密并聯(lián)穩(wěn)壓管產(chǎn)生 2.5V的壓降，再經(jīng)過倍壓提供模塊的5V電源。

　　LCD SI71263是小型三位半液晶顯示器。整個(gè)電路簡(jiǎn)單實(shí)用，采用表面貼封裝的元件做成小型液晶顯示模塊，可直接嵌入到現(xiàn)場(chǎng)儀表的表頭。ICL7660是 Intersil公司采用CMOS工藝制成的高效率、小功率低壓直流電源變換器，它不僅可將單電源轉(zhuǎn)換成對(duì)稱輸出的雙電源，還能實(shí)現(xiàn)倍壓和多倍壓輸出，ICL7106的電源即由此獲得。ICL7106也是Intersil公司生產(chǎn)的專門用于驅(qū)動(dòng)LCD的雙積分模數(shù)轉(zhuǎn)換器，功耗極低，可由電池供電。芯片內(nèi)部有時(shí)鐘電路，外接阻容元件即可構(gòu)成兩級(jí)反相RC振蕩器（圖中R13、C1），內(nèi)部有基準(zhǔn)電壓發(fā)生電路，在V+與COM之間有一個(gè) 2.8V典型值的基準(zhǔn)電壓源，但考慮到其溫度穩(wěn)定性，這里采用外接精密基準(zhǔn)LM385-1.2V，再由分壓器分壓送到ICL7106的差分基準(zhǔn)輸入端。 ICL7106的差分輸入特性使得IN+和IN-可以接受在共模電壓范圍內(nèi)的差分電壓，在V-+1～V+-0.5范圍內(nèi)，A/D轉(zhuǎn)換器具有86dB的共模抑制比。圖中Wz、R6、R7分壓接入測(cè)量輸入IN＋端，Wz用于調(diào)整量程下限。R8、C5組成低通濾波以濾去干擾。Ws電位器用來微調(diào)顯示滿度以保證 Vref+- Vref-＝Vm/2，Vm為滿量程。M1用于驅(qū)動(dòng)小數(shù)點(diǎn)，DPS用于選擇小數(shù)點(diǎn)顯示位置。

　　基于ISL9208的大容量鋰電池組系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)

　　本文給出的電池組管理系統(tǒng)的硬件如圖所示。圖2所示是其實(shí)際電路連接圖。

　　圖2 大容量鋰電池組管理電路

　　當(dāng)系統(tǒng)接入外部負(fù)載或者充電器時(shí)， 使用一個(gè)外部開關(guān)將ISL9208的WKUP引腳拉到高電平，從而喚醒微控制器模擬前端ISL9208， 喚醒后的ISL9208則通過內(nèi)置的3.3 V穩(wěn)壓器從RGO口輸出3.3 V電壓來驅(qū)動(dòng)控制芯片P87LPC768， 這樣，MCU上電后就可使整個(gè)系統(tǒng)開始運(yùn)轉(zhuǎn)。MCU可通過I2C接口與ISL9208進(jìn)行通信， 以設(shè)置好ISL9208的內(nèi)部寄存器， 同時(shí)監(jiān)控單體電池的電壓狀況， 并根據(jù)每個(gè)電池的具體參數(shù)判斷電池的狀態(tài)， 再通過均衡模塊對(duì)單體電池進(jìn)行保護(hù)， 以防止過沖和過放。

　　基于ZL2008數(shù)字DC-DC電源控制電路設(shè)計(jì)

　　數(shù)字電源可通過數(shù)字方式對(duì)電源系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，實(shí)現(xiàn)一次設(shè)計(jì)、反復(fù)使用，并且易于擴(kuò)展。Intersil 公司推出的ZL2008是最新一代數(shù)字DC-DC電源控制器，使用了Intersil 的引腳設(shè)置技術(shù)配置功率轉(zhuǎn)換和電源管理參數(shù)，同時(shí)通過PMBus接口進(jìn)行遙測(cè)和監(jiān)控，補(bǔ)償、電流分配和輸出電壓等工作參數(shù)可以通過引腳進(jìn)行配置。 ZL2008可用搭積木的方式搭建直流電源，使用3.3V單相電源到12V輸入的多相電源。

　　ZL2008 DC-DC采用自適應(yīng)的控制算法，使功率轉(zhuǎn)換器自動(dòng)改變運(yùn)行狀態(tài)，始終工作在最佳的效率點(diǎn)上，提高效率和整體性能，而只需用很少或不用用戶的干預(yù)。

　　圖2 ZL2008的典型應(yīng)用電路

　　ZL2008的PWM環(huán)路使用一個(gè)模擬和數(shù)字混合模塊，能夠?qū)β兽D(zhuǎn)換的整個(gè)進(jìn)程實(shí)現(xiàn)精確的控制，而且不需要任何軟件。ZL2008集成了各種電源管理功能，可以用簡(jiǎn)單的引腳連接進(jìn)行配置。用戶配置可以保存在內(nèi)部的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器里（NVM）。另外，全部功能可以通過SMBus硬件接口，使用標(biāo)準(zhǔn)的 PMBus命令進(jìn)行配置和監(jiān)控。ZL2008包括先進(jìn)的節(jié)能算法，能夠持續(xù)地調(diào)整電源，將損耗降至最低值。嵌入式控制器使用這些算法，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)各種工作參數(shù)（死區(qū)時(shí)間，開關(guān)頻率，低側(cè) FET導(dǎo)通時(shí)間，等等），以優(yōu)化效率。這樣，ZL2008可以適應(yīng)生產(chǎn)變化、溫度變化、負(fù)載變化、輸入電壓變化、溫度變化和元件老化帶來的影響，提供最高的性能。該器件還集成了功率轉(zhuǎn)換控制、電源管理、故障管理和遙測(cè)等功能，可節(jié)省數(shù)十個(gè)元器件，大大降低了材料成本。隨之而來的另一個(gè)好處是加快了開發(fā)進(jìn)度，減少了生產(chǎn)制造的時(shí)間。

　　采用ISL6228筆記本電腦電源管理電路設(shè)計(jì)

　　Intersil公司的ISL6228是兩路同步降壓PWM控制器，它采用Intersil的 RobustRippleRegulator（R3）技術(shù)，能對(duì)輸入電壓和輸出負(fù)載的瞬態(tài)變化提供極好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。廣泛應(yīng)用于通用開關(guān)電源降壓穩(wěn)壓器，PCIExpress圖像處理單元，輔助電源，VRM以及網(wǎng)絡(luò)適配器。本文介紹了ISL6228的主要性能，典型應(yīng)用電路圖以及評(píng)估板 ISL6228EVAL3Z評(píng)估板的電路。

　　高性能雙輸出控制器，Intersil的R3技術(shù)結(jié)合的最好特性消除他們的許多缺點(diǎn)。R3技術(shù)雇傭了一個(gè)創(chuàng)新的調(diào)制器，合成一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)交流紋波電壓信號(hào)，類似于電感紋波電流的輸出。交流信號(hào)虛擬現(xiàn)實(shí)進(jìn)入窗口比較器的誤差放大器輸出 VCOMP低閾值，和上面的閾值是可編程電壓進(jìn)行比較，導(dǎo)致生成的PWM信號(hào)。電壓參考大眾集穩(wěn)態(tài)PWM頻率。兩個(gè)邊緣的脈寬調(diào)制響應(yīng)輸入電壓瞬變和輸出負(fù)載瞬變，速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng) PWM控制器。每個(gè)通道ISL6228誤差放大器，提供了±1%電壓調(diào)整。

　　圖2 SL6228應(yīng)用電路圖

　　TOP11 六路45V雙調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

　　ISL6228EVAL3Z評(píng)估板顯示的性能ISL6228雙通道PWM控制器。ISL6228 使用intersil脈動(dòng)調(diào)節(jié)器（R3）技術(shù)。1頻道輸出電壓1.5 v和1.5 v，等待狀態(tài)的切換S5。2頻道輸出電壓為1.8 v。每個(gè)通道都有一個(gè)車載動(dòng)態(tài)負(fù)載發(fā)生器包括評(píng)估瞬時(shí)荷載響應(yīng)。適用4.5 300μs脈沖負(fù)載在VO1和接地，并實(shí)行5 300μs脈沖負(fù)載在攝氧量和接地。

　　評(píng)估板 ISL6228EVAL3Z評(píng)估板的性能和電路圖

　　六路45V雙調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

　　Intersil 公司的ISL97674是六路45V雙調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)器，4.5V-26V時(shí)支持78個(gè)LED， 2.7V-26V時(shí)支持48個(gè)LED，可以采用SMBus/I2C 或PWM信號(hào)進(jìn)行調(diào)光，輸入電壓4.5V-26.5V，最大輸出電壓45V，每路LED電流高達(dá)40mA，電流匹配±0.7%，主要用在筆記本電腦顯示屏 WLED或RGB LED背光，LCD監(jiān)視器LED背光以及汽車顯示器LED背光。本文介紹了ISL97674主要特性， 典型應(yīng)用框圖以及ISL97671/2/3/4IRZ-EVAL評(píng)估板電路圖。

　　電路主要特性：采用6頻道傳輸與幀率調(diào)光頻率同步，電壓4.5 v至26.5 v的輸入。調(diào)光控制PWM / DPST可控制初始狀態(tài)，在200赫茲直接PWM調(diào)光，同時(shí)可選主故障保護(hù)，600千赫/ 1.2 mhz選擇開關(guān)頻率動(dòng)態(tài)空間控制。

　　圖2.ISL97674簡(jiǎn)化的故障保護(hù)圖

　　圖3.ISL97674典型應(yīng)用圖

　　ISL97671/2/3/4IRZ-EVAL評(píng)估板電路

　　ISL97671/2/3/4IRZ-EVAL評(píng)估板填充72 LED在6P12S配置簡(jiǎn)化評(píng)估和測(cè)試

　　ISL97674特性可選通道相移控制來減少輸入，輸出和負(fù)載瞬態(tài)脈動(dòng)特征以及傳播的光輸出有助于減少視頻和音頻干擾從背光驅(qū)動(dòng)操作。相移可以被編程以同樣的相角或在7位分辨率可調(diào)。此外，ISL97674還有一個(gè)獨(dú)特的VSYNC功能，接受30 hz ~ 120赫茲幀信號(hào)并將其同步到調(diào)光頻率減少面板，面板的視覺干擾變化。調(diào)光頻率可在200赫茲到30千赫和可以同步從140赫茲到140赫茲。