移動(dòng)電源系統中MOS管和肖特基二極管怎么選？-KIA MOS管

移動(dòng)電源、MOS管、肖特基二極管

移動(dòng)電源設計并不復雜，大部分工作在于根據主控芯片選擇充放電回路中的MOS管、肖特基二極管、電阻器、電容器和電感器及其相關(guān)參數。本文介紹典型移動(dòng)電源類(lèi)感性負載電源系統原理及PCB布線(xiàn)。

電路原理

充電回路中，充電器從J1接入，充電電壓經(jīng)過(guò)二極管D7后施加到由PMOS管Q12、NMOS管Q3和電感器L1組成的同步降壓電路，主控芯片CSU8RP3119B通過(guò)輸出互補PWM控制PMOS管Q12、NMOS管Q3實(shí)現對電池線(xiàn)性充電。

移動(dòng)電源類(lèi)感性負載電源系統原理

放電回路中，電池電壓經(jīng)過(guò)由電感L1、PMOS管Q12、NMOS管Q3和輸出電容組成的同步升壓電路，主控芯片CSU8RP3119B通過(guò)輸出互補PWM控制PMOS管Q12、NMOS管Q3實(shí)現5V恒壓輸出。

電感器參數選擇

電感參數主要與主控芯片的PWM輸出頻率相關(guān)，建議300KHZ的PWM頻率采用2.2uH電感器，250KHZ的PWM頻率采用3.3uH電感器，200KHZ的PWM頻率采用4.7uH電感器。

輸出電容參數

對于三合一移動(dòng)電源，輸出電容至少需要2個(gè)22uF+1個(gè)0.1uF的陶瓷電容，否則會(huì )造成系統輸出電壓不穩定。如果需要實(shí)現更小的紋波（<100mV）要求，可根據實(shí)際情況增加1-2個(gè)22uF電容器，注意耐壓要保證在10V以上。

芯片VDD設計

當移動(dòng)電源帶重載拔出，或者輸出端短路時(shí)，由于軟件動(dòng)態(tài)響應速度問(wèn)題，主控芯片瞬間有可能輸出占空比較大的PWM，導致Vout端出現高壓。

由于主控芯片VDD是由Vout電壓供電，為防止芯片被瞬間產(chǎn)生的高壓打壞，在VDD端必須串聯(lián)一個(gè)肖特基二極管和一個(gè)10歐姆電阻器，保證芯片VDD端的電壓低于極限電壓6.0V。

另外，中控芯片VDD建議采用電池電壓和Vout電壓雙電壓供電。當系統睡眠時(shí)通過(guò)電池電壓供電，保證芯片正常工作。當系統升壓施，采用Vout電壓供電，保證系統轉化效率。

芯片IO接口電路

芯片IO接口可靠性設計基本原則是“三個(gè)保證”，即保證芯片IO電壓不大于VDD+0.3V，保證芯片所有IO注入電流不大于150mA，保證芯片所有IO輸出總電流不大于150mA。

PCB布局要求

移動(dòng)電源類(lèi)感性負載電源系統對PCB布線(xiàn)要求比較高，布局不合理會(huì )造成主控芯片被高壓損壞。

移動(dòng)電源類(lèi)感性負載電源系統對PCB布線(xiàn)

MicroB接口進(jìn)來(lái)的電壓經(jīng)過(guò)D7后直接灌到主控芯片U4的VDD，當接入比較差的適配器時(shí)，有可能會(huì )產(chǎn)生高壓并損壞中控芯片。

這種情況下，NC的C10電容器必須焊接22uF以上的電容MicroB接口進(jìn)來(lái)的電壓經(jīng)過(guò)二極管D7和電容C15、C16、C17輸出電容后才到主控芯片U4的VDD。

另外，升壓電路出來(lái)的電壓同樣經(jīng)過(guò)電容C15、C16、C17才到主控芯片U4的VDD，這樣的布局對于主控芯片的高壓保護起到很好保護作用，并且MicroB接口端的大電容C10可以省掉，以節省成本。

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