移動電源系統(tǒng)中MOS管和肖特基二極管怎么選？-KIA MOS管

移動電源、MOS管、肖特基二極管

移動電源設計并不復雜，大部分工作在于根據(jù)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參數(shù)。本文介紹典型移動電源類感性負載電源系統(tǒng)原理及PCB布線。

電路原理

充電回路中，充電器從J1接入，充電電壓經(jīng)過二極管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通過輸出互補PWM控制PMOS管Q12、NMOS管Q3實現(xiàn)對電池線性充電。

移動電源類感性負載電源系統(tǒng)原理

放電回路中，電池電壓經(jīng)過由電感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通過輸出互補PWM控制PMOS管Q12、NMOS管Q3實現(xiàn)5V恒壓輸出。

電感器參數(shù)選擇

電感參數(shù)主要與主控芯片的PWM輸出頻率相關，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(shù)

對于三合一移動電源，輸出電容至少需要2個22uF+1個0.1uF的陶瓷電容，否則會造成系統(tǒng)輸出電壓不穩(wěn)定。如果需要實現(xiàn)更小的紋波（<100mV）要求，可根據(jù)實際情況增加1-2個22uF電容器，注意耐壓要保證在10V以上。

芯片VDD設計

當移動電源帶重載拔出，或者輸出端短路時，由于軟件動態(tài)響應速度問題，主控芯片瞬間有可能輸出占空比較大的PWM，導致Vout端出現(xiàn)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)一個肖特基二極管和一個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(tǒng)睡眠時通過電池電壓供電，保證芯片正常工作。當系統(tǒng)升壓施，采用Vout電壓供電，保證系統(tǒng)轉(zhuǎn)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

移動電源類感性負載電源系統(tǒng)對PCB布線要求比較高，布局不合理會造成主控芯片被高壓損壞。

移動電源類感性負載電源系統(tǒng)對PCB布線

MicroB接口進來的電壓經(jīng)過D7后直接灌到主控芯片U4的VDD，當接入比較差的適配器時，有可能會產(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接口進來的電壓經(jīng)過二極管D7和電容C15、C16、C17輸出電容后才到主控芯片U4的VDD。

另外，升壓電路出來的電壓同樣經(jīng)過電容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(jié)省成本。

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