MP3424单AA电池提高解决方案
提高到5 v从AA电池
一个AA电池是一个非常方便的电源便携式低功耗应用程序。188比分直播吧典型的AA电池容量2安培小时,和可以供应/ 2的峰值电流。完全充电时电池通常能提供1.5 v,出院时降至0.9 v。这并不包括内部阻力下降,可100 mΩ和120 mΩ之间。转换电压的稳压范围3.3 v或5 v,有许多DC / DC刺激转换器设计用于启动和操作从一个低输入电压。这些设备有同步开关,所以,下部开关可以激励电感。然后高端开关将储存能量转移到输出电容和负载。
AA提高变换器的一个例子是MP3414,下部1.5有一个开关,可以提高到3.3 v的输出,并从最低电池400毫安负载输入0.9 v。图1显示了MP3414电路。同步高端开关替换一个离散的二极管电路中,还提供了限流和输入/输出短路和故障条件下孤立。
图1:同步提高转换器示意图
而MP3414是一个很好的解决方案独立单一的AA或3.3 v的解决方案,最大输出电压限制在4.0 v,和开关电流限制(1.5)低于电池能提供的最大电流。
对于更高的输出电压和负载应用程序,有较高的提高DC / DC转换器最大188比分直播吧电流和电压规格,虽然他们的输入电压范围可能有限。例如,MP3424到9.5一个开关电流和输出电压5.5 v。它也有一个最低2.0 v启动电压,和一个最小工作电压1.6 v。从这些规范,似乎MP3424可能不适合一个单细胞AA电池应用程序;然而,由于特殊的电路技术和系统设置,一个有用的解决方案是可能的。
高功率AA提振电路
提高转换器电路使开关电源路径分开输入偏差,和拥有一个低功率辅助供应允许大电流提升设计。图2显示了MP3424,电路之间切换输入偏置电流通路。
图2:单细胞,大电流提高转换器
的MP3424输入,使针电流非常小,如果上面的输出调节3 v启动后,然后偏见从输出设备。这意味着一个二级供应偏见可以是一个小3 v锂电池,二次直流/直流转换器,使用AA电池或充电泵设备。
MP3424合闸电流高限制最大9.5,但有一个现代电路,产生一个可调节的最大输出电流。AA电池的内部电阻限制3最大的峰值电流,和大约在0.9 v输入(ESR亏损0.1Ωx 2 = 0.2 v, 0.7 v的实际输入)。R感觉可以计算出方程(1):
$ $ I_ {OCL} = V_ {OCL} / R_{感觉}$ $我在哪里OCL和V,输出恒定电流限制吗OCL= 30 mv。
400毫安电流限制,R感觉是0.075Ω。当设备当前限制负载的增加,峰值开关电流有限支持,目前,大概是3 5 v的输出。因此,输出电压开始下降。输出电压保持恒定电压较低,而AA电池维护一个安全的峰值电流。如果负载的增加,输出最终低于输入,高端MOSFET进行电流负载。如果V出低于50%的预期输出,设备进入短路限制,关闭,每40µs重试。
一个优秀的便携式脉冲电源
恒流函数可以用于间歇脉冲峰值功率需求在便携式设备。许多应用程188比分直播吧序要求的传感器、处理器和内存为短时间内操作,然后关闭和重复。这个过程可以重复数百次每秒到每秒一次。因为所需的力量可以eclipse的峰值功能单一AA电池,另一种解决方案是提高到一个更高的电压和电荷存储在电容器之间爆发。这允许电容器放电过程中破裂,然后充电。
图3显示了一个示例应用程序在峰值脉冲功率系统。
图3:峰值脉冲功率系统
图3显示了一个示例应用程序在峰值脉冲功率系统。
在这个应用程序中,负载是恒定在100年5 wµs(例如红外发光二极管),初始电压5 v的重复每1.0 ms。MP3424促进一个AA电池和1.5µh电感器。有一个220年µf电解输出储能电容器。开关频率固定在580 khz,输出电流限制设置为一个常数0.3充电电容器的输出。提供一个常数与放电电容5 w源导致放电曲线(见图4)。模拟曲线包括30 mΩ电容器的串联电阻。
图4:放电曲线
注意,MP3424可以可以提高放电时间期间,但MP3424残疾人在这个例子中,只能通过提供的负载电流电容器。由于输出是一个恒功率和电压源到负载下降,电容器的电流随时间增加。卸货后,电容器的电压4.5 v。
收取的电容器使MP3424 300 ma恒流输出。使用dt = C x dV /我,充电时间计算(220 e - 6 x 0.5) / 0.3 =367年µs,它返回5 v的电容器额外时间内备用1毫秒的周期时间。一旦达到5.0 v,输出MP3424改变低负荷电流脉冲频率调制(PFM)模式,减少电池消耗。MP3424的电流控制使电池电流峰值约为1.5在充电周期,防止电池电压下降由于ESR过度。
超级电容器充电
另一个高峰当前应用程序必须持有排放之间的收费很长时间,消除任何电池消耗。这个应用程序需要恒功率为2.0 w的放电时间500毫秒,第一个和第二个放电2秒后。然后系统可以将闲置的长达一个月。MP3424电路相同图2与一个5 v输出可以搭配0.5 f超级电容器(SC)放电时间越长。SC有更高的ESR(约0.4Ω),所以有一个下降的巴克调节器的输入。这个下降约0.25 v在放电期间。终止电压为4.1 v,还有一个300毫安秒期间恒流充电时间。放电时间和充电时间为1.5秒,每周期的条件得到满足。
因为有泄漏MP3424产出和别针,超级电容器慢慢排放超过一个月的活动当设备被禁用(保护电池)。对于这个应用程序,一个输出p沟道隔离开关的SC提升电路,并由使用的启动信号控制单片机开始放电/充电周期。n沟道和p沟道设备在一个包执行启用高信号的切换,并减少了泄漏低于50 na的超级电容器。图5显示整个电路。
图5:超级电容器充电电路对脉冲峰值功率
结论
拥有一个可编程恒流模式提高直流/直流调节器是一个伟大的工具来使用的应用程序有一个限制功率源,如低压电池。188比分直播吧使用boost变换器的开关销一个单独的电源输入,当偏压装置小辅助源,利用全功率电池的潜在来源。
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