sN8p2711AsGca3046集成块应用电路能用在哪些电路中？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-11-16 07:01 标签： ca3046集成块应用电路

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SN8P2711A是一个拥有RISC-1ike的高性能和低功耗系统价格非常便宜，引脚相对较少广泛应用于小家电、温度测量、高端智能型充电器、开关电源等领域。本设计选用SN8P27llA单片机作为移动电源的控制系统

一种基于低功耗单片机SN8P2711A的移动电源设计

随着3G移动互联网和智能终端的日益普及，隨身可携带移动式电子产品越来越多、越来越普及大屏幕智能手机、平板电脑、笔记本电脑、数码相机等便携式电子产品一般都使用可充电的锂离子供电，但是当电池没电时就无法使用了。目前数码产品功能日益多样化使用也更加频繁，如何延长移动电子产品使用时間发挥其最大功用的问题就尤为重要了。为了保证外出时能让电子产品随时拥有充足的电能一些用户开始选择移动电源给电子产品充電川。移动电源可以看成一种集储电、供电和充电功能于一体的便携电池充电器可以给手机、平板电脑、相机等数码产品随时随地充电戓待机供电，对移动电源的研究和开发也越来越多可以说是固定电源技术的一种延伸和发展，本文结合充电器及单片机设计技术提出了┅种移动电源的设计方案

1 移动电源基本架构及关键技术

移动电源是一种采用可充电电池作为储电单元，通过升压或者降压的方式输出能量可以通过用电器直流电源输入接口直接对用电器供电或者充电，以达到为便携式电子产品续航的目的移动电源的基本构成一般由可充电电池、升压或降压电路、充电管理电路、电池保护电路、控制电路等组成，基本架构示意图如图1所示

从移动电源的基本构架上看，鈳以把移动电源的结构简化为电池和电路保护板电池的材料、体积、容量等都直接影响移动电源的质量。目前手机等随身携带的电子产品移动电源的电芯多为聚合物电池新一代的聚合物电池的聚合物化程度很高，所以可做到面积任意化和形状任意化、薄形化而且.聚合粅电池的单位能量比一般锂电池的单位能量提高了50%.其容量、安全性、充放电特性、工作环境、使用寿命以及环保性能等方面都较一般锂电池有大幅度的改善。电路保护板是移动电源的主要电路设计.对移动电源的性能及安全性的影响很大该电路板主要功能是实现对电池的充電、放电管理，以及对电池的保护如果失去了对电池的保护，移动电源将成为随时会燃爆的手雷移动电源使用的电池电压一般都在2.7～4.2 V，电压随着电量的下降而下降而2.7～4.2 V的电压是不能直接给其它数码产品充电或供电的，所以移动电源要向外输出电能必须有升压控制电路由于采用聚合物电池作为移动电源的初始储能，当储能用完就要补充，因此聚合物锂电池必须有充电控制电路

2 硬件电路设计及关键芯片介绍

随着集成电路技术的飞速发展，电路保护板的各个功能实现有很多方案根据移动电源的基本架构给出硬件设计框图如图2所示。

2.1單片机控制电路设计

SN8P2711A是一个拥有RISC-1ike的高性能和低功耗系统价格非常便宜，引脚相对较少广泛应用于小家电、温度测量、高端智能型充电器、开关电源等领域。本设计选用SN8P27llA单片机作为移动电源的控制系统具体电路设计如图3所示。

该控制电路主要完成采集电压、控制充放电嘚工作状态、电量指示等功能开关s1实现整个系统的打开与关闭。四个发光二极管用来指示充放电状态下的电量P4.0口连接升压电路输出端控制信号ON/OFF。控制升压电路是否输出到负载P4.1连接升压芯片S8355的开关控制端子ON/OFFl，控制芯片进行启动或者停止升压工作P4.2口采集输出电压.将接收箌的采样电压进行AD转换，检测输出负载电压是否正常P4.3和P4.4口采集聚合物电池电压和电流信号，将接收到的采样电压进行AD转换检测输出负載电压是否正常。P0.0口先检测外界是否有输入电压然后控制充电电路是否工作。P0.4口作为检测指示充满电的信号当聚合物电池充满电时，AP5056嘚STDBY端口输出低电平信号送到P0.4口检测，检测到低电平控制P0.0口输出低电平，从而使AP5056处于休眠状态停止充电。由于该单片机采用内部聚合粅电池供电在充放电过程中电压不稳定，为了保证单片机的供电稳定采用Xc62063低压差大电流稳压器进行稳压。

随着3G移动互联网和智能终端的日益普及随身可携带移动式电子产品越来越多、越来越普及。大屏幕智能手机、平板电脑、笔记本电脑、数码相机等便携式电子产品一般嘟使用可充电的锂离子供电但是当电池没电时，就无法使用了目前数码产品功能日益多样化，使用也更加频繁如何延长移动电子产品使用时间，发挥其最大功用的问题就尤为重要了为了保证外出时能让电子产品随时拥有充足的电能，一些用户开始选择移动电源给电孓产品充电川移动电源可以看成一种集储电、供电和充电功能于一体的便携电池充电器，可以给手机、平板电脑、相机等数码产品随时隨地充电或待机供电对移动电源的研究和开发也越来越多。移动电源技术可以说是固定电源技术的一种延伸和发展本文结合充电器及單片机设计技术提出了一种移动电源的设计方案。

1移动电源基本架构及关键技术

移动电源是一种采用可充电电池作为储电单元通过升压戓者降压的方式输出能量，可以通过用电器直流电源输入接口直接对用电器供电或者充电以达到为便携式电子产品续航的目的。移动电源的基本构成一般由可充电电池、升压或降压电路、充电管理电路、电池保护电路、控制电路等组成基本架构示意图如图1所示。

从移动電源的基本构架上看可以把移动电源的结构简化为电池和电路保护板。电池的材料、体积、容量等都直接影响移动电源的质量目前手機等随身携带的电子产品移动电源的电芯多为聚合物电池。新一代的聚合物电池的聚合物化程度很高所以可做到面积任意化和形状任意囮、薄形化。而且．聚合物电池的单位能量比一般锂电池的单位能量提高了50％．其容量、安全性、充放电特性、工作环境、使用寿命以及環保性能等方面都较一般锂电池有大幅度的改善电路保护板是移动电源的主要电路设计．对移动电源的性能及安全性的影响很大。该电蕗板主要功能是实现对电池的充电、放电管理以及对电池的保护。如果失去了对电池的保护移动电源将成为随时会燃爆的手雷。移动電源使用的电池电压一般都在2．7～4．2 V电压随着电量的下降而下降，而2．7～4．2 V的电压是不能直接给其它数码产品充电或供电的所以移动電源要向外输出电能必须有升压控制电路。由于采用聚合物电池作为移动电源的初始储能当储能用完，就要补充因此聚合物锂电池必須有充电控制电路。

2硬件电路设计及关键芯片介绍

随着集成电路技术的飞速发展电路保护板的各个功能实现有很多方案。根据移动电源嘚基本架构给出硬件设计框图如图2所示

2.1单片机控制电路设计

SN8P2711A是一个拥有RISC-1ike的高性能和低功耗系统，价格非常便宜引脚相对较少，广泛应鼡于小家电、温度测量、高端智能型充电器、开关电源等领域本设计选用SN8P27llA单片机作为移动电源的控制系统。具体电路设计如图3所示

该控制电路主要完成采集电压、控制充放电的工作状态、电量指示等功能。开关s1实现整个系统的打开与关闭四个发光二极管用来指示充放電状态下的电量。P4．0口连接升压电路输出端控制信号ON/OFF控制升压电路是否输出到负载。P4.1连接升压芯片S8355的开关控制端子ON/OFFl控制芯片进行启动戓者停止升压工作。P4.2口采集输出电压．将接收到的采样电压进行AD转换检测输出负载电压是否正常。P4.3和P4.4口采集聚合物电池电压和电流信号将接收到的采样电压进行AD转换。检测输出负载电压是否正常P0.0口先检测外界是否有输入电压，然后控制充电电路是否工作P0.4口作为检测指示充满电的信号，当聚合物电池充满电时AP5056的STDBY端口输出低电平信号，送到P0.4口检测检测到低电平，控制P0.0口输出低电平从而使AP5056处于休眠狀态，停止充电由于该单片机采用内部聚合物电池供电，在充放电过程中电压不稳定为了保证单片机的供电稳定，采用Xc62063低压差大电流穩压器进行稳压

2.2电池充电管理电路

充电管理电路采用芯片AP5056，该芯片可以对聚合物锂电池进行恒流／恒压充电外围只需接极少的元器件，可以适应USB电源和适配器电源工作非常适用于便携式应用的领域旧。充电输出电压为4.2 V．充电电流可以通过一个外部电阻设置在恒压充電阶段，当充电电流降至设定值1/10时AP5056将终止充电循环。其它功能包括输入电压掉电自动进入睡眠模式、电压输入过低锁存、芯片使能控制輸人、自动再充电、充放电状态指示以及电池温度监控等功能充电管理电路如图4所示，CE引脚输入连接单片机的P0.0端口当CE为高电平时，AP5056开始工作实现聚合物电池的充电当CE端为低电平时，AP5056处于休眠状态停止充电。STDBY引脚为输出端输出低电平有效，指示电池是否充满连接箌单片机的P0.4引脚。

升压电路采用S-8355芯片S-8355是一种由基准电压源、振荡电路、误差放大器、相位补偿电路、PWM控制电路等构成的CMOS升压DC控制器。通過使用外接低通态电阻N沟道功率MOS即可适用于需要高效率、高输出电流的应用电路上，外围电路如图5所示

输入电压为聚合物电池供电电壓，晶体管Q1为开关管电感L1和电容C5组成滤波电路，SD为续流二极管Q1管的工作状态受S-8355的EXT端子控制，当EXT为高电平时Q1饱和导通，BAT+通过Q1给电感L1充電储能充电电流几乎线性增大，SD因承受反压而截止滤波电容c5对负载电阻放电；当ExT为低电平时，Q1截止L1产生感应电动势，其方向阻止电鋶的变化因为与BAT+同方向，两个电压相加后通过二极管sD对c5充电因此，无论Ql和sD的状态如何负载电流方向始终不变。只有当L1足够大时才能升压；并且只有当C5足够大时，输出电压的脉动才可能足够小；当ExT的周期不变时占空比越大，输出电压将越高电路中FB为电压调整端，信号取自输出负反馈稳压电路控制升压芯片达到稳定输出的目的。升压电路还包含输出控制电路由两个开关管Q2和Q3构成一个开关控制电蕗。这个开关电路的控制信号0N/OFF来自单片机的P4.0端子当P4.0为高电平时，Q3导通Q2截止，升压电路的输出电压可以输出到负载否则输出与负载断開。

该电路主要由锂电池保护专用集成电路S-8261和控制充放电的MOsFET管等部分组成电路如图6所示。在充电过程中当电池的电压超过4．35 v时，专用集成电路S-8261的C0脚输出信号使充电控制Q5截止锂电池立即停止充电，从而防止锂电池因过充电而损坏；放电过程中当电池电压降到2.3 v时．S-8261的D0引腳输出信号使放电控制Q4截止，聚合物锂电池立即停止放电以防止聚合物锂电池过度放电。S-8261的VM引脚为电流检测端输出短路时，Q4、Q5的导通壓降剧增使得VM引脚电压立即升高，从而控制s-8261输出信号使Q4、Q5立即截止从而实现过电流或短路保护。

2.5采样反馈稳压控制电路

采样反馈稳压控制电路如图7所示其中采样电路采用电阻分压方式，运放LM358构成同相比例放大电路其输出信号连接到升压芯片的电压调整控制端FB，从而控制升压电路内部调整输出电压达到输出电源稳定。

单片机的程序设计要使整个电路稳定有序工作因此必须考虑各个单元电路的工作原理和整个时序要求。该移动电源的工作原理是：当外接有5 V电源输入时单片机控制AP5056给锂电池充电，此时中断移动电源输出模块；当按键1 s鍵人后电池电压采样发送给单片机SN8P27ll经过处理控制LEDl、LED2、LED3、LED4工作；当键人3 s后单片机控制升压电路停止或者开启电源的输出，主程序流程图如圖8所示

通过分析移动电源的结构组成及关键技术，发现移动电源的性能优劣取决于储能介质、转换效率和兼容性储能介质由聚合物电池决定，转换效率取决于电路板设计输出方式决定兼容性。本文设计了一款以低功耗的单片机为核心控制系统的Dc-Dc升压方式的移动电源各组成单元电路采用目前技术较为成熟的集成芯片，简化外围电路的设计该设计性价比高，携带方便操作简便，具备一定的兼容性能为各种智能手机、MP3、MP4、数码相机等数码产品提供外置电源。 本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由傳播或不应无偿使用，请及时通过电子邮件或电话通知我们以迅速采取适当措施，避免给双方造成不必要的经济损失

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LPC824有颗M0的芯虽然有些许瑕疵低功耗做的不错Power-down模式下很轻松做到几个uA麻烦地方在于需要仔细调整每个IO管脚的设置附件给出了所有可配置管脚的列表通过对pinEnergySavingTable中每个管脚的设置來调试最终功耗需从NXP官网下载LPC824库文件chip_8xx及chip_common来支持单片机源程序如下:#include

因为用干电池供电又需要超长待机了，成本又限制不能使用stm8l,所以开启低功耗之旅1.元器件选型挑选低功耗的元器件一定要关注工作电流led 一定要高电平导通，不然的话默认状态拉高很费电元器件尽量选择共阴解法，更省电2.主时钟频率频率和功耗是成正比的选择试用的最低晶振能不开的功能尽量不开下面是对应的功耗表ADC最费电3.合理使用低功耗模式主要有一下几种等待模式活跃停机模式停机模式下面是对比等待模式使用asm(“WFI”)进入会被各种中断激活活跃停机模式AWU是用来当MCU进入低功耗的活跃停机(Active Halt)模式时提供一个内部的唤醒时间基准。该时间基准的时钟是由内部的低速RC振荡器时钟(LSI)或者通过预分频的HSE

STM8S105的低功耗模式总的来說有四种：分别是等待模式停机模式，快速活跃停机模式和慢速活跃停机模式1、等待模式：可执行指令wif()进入等待模式该模式下主CPU停止笁作，但其外设不停严格来说只能算是降低功耗而不能算低功耗，该模式可由AMU或外部中断唤醒2、停机模式：可执行指令half()进入停机模式該模式下主cpu和外设全部停止，达到最低功耗只能由外部中断进行唤醒。3、快速活跃停机模式：在执行指令half()之前如果你使能了AMU功能，则進入快速活跃停机模式该模式下由于主电压调节器打开，在受到AMU或外部中断触发时可快速唤醒。4、慢速活跃停机模式：在快速活跃停機模式下如果设置内部时钟寄存器CLK_ICKR

2000mA手机供电，理论上也最多能坚持46天才一个月多点。这个记录太差了STM8还有一个HALT模式，这是该芯片的朂低功耗模式电流是uA级别。但是该模式有诸多限制进入该模式系统几乎所有的clock都停止，你的timeradc，uart等等全部停止除了AWU。atomthreads如果你在idle直接進入HALT因为基本只有外部中断可以唤醒退出这个模式，当系统醒来了请你想想，你的系统心跳还准么你的应用线程如果使用了定时器，本来希望1秒钟后调用某个CALLBACK结果HALT睡了5分钟，那还是定时器API本身参数的意义么对datasheet熟悉的读者可能，可能立刻想到了AWU似乎可以解决这个問题。在idle进入

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