電路工作原理分析
電路的工作具體原理如下:電路工作分為兩個過程,一是外加5V電源對移動電源內(nèi)置鋰電池充電,二是移動電源對外接移動設(shè)備充電。工作在種過程時,交流適配器或5V電源接在移動電源的Micro USB接口上,VIN為5V電壓時,R1與R2分壓產(chǎn)生USB信號送入單片機(jī),單片機(jī)檢測到USB信號后,會將輸出EN信號拉低,禁止MT5036工作。MT2011上電后會檢測VCC的電壓,如果VCC電壓在可充電范圍內(nèi),充電芯片開始工作,對鋰電池按照浮充、快速充電、恒壓充電的過程開始充電,電感電流由SW到VCC充電。TS信號在默認(rèn)狀態(tài)下是高,如果外部電路讓TS強(qiáng)行拉低讓MT2011停止工作,D2是鉗位二極管,可以限制SW電壓低在-0.6V.圖2為充電和放電過程信號和輸入輸出的時序圖。4個LED燈用來顯示行動電源當(dāng)前電量和充放電狀態(tài)。SW1開關(guān)還可以通過長按讓移動電源手電筒功能打開。
圖2電路圖中控制與時序的關(guān)系
工作在第二個過程時,沒有交流適配器連接在USB2.0口連接被充電設(shè)備。即MT5036的VOUT只與被充電設(shè)備相連。電路會檢測到便攜設(shè)備是否連接在USB2.0端口,若插入設(shè)備或按啟動按鈕就會啟動MT5036,對設(shè)備進(jìn)行充電。電路中VCC通過R24(100K)與VOUT相連。
在移動電源輸出端口不連接設(shè)備時,VOUT電壓等于VCC電壓,此時MT5036的EN信號為低,芯片不工作。當(dāng)設(shè)備插入時,VOUT被設(shè)備瞬間拉低,單片機(jī)檢測到VOUT變低的瞬間降低,可以判斷設(shè)備已接入,將EN信號拉高,使能MT5036工作,對設(shè)備充電。當(dāng)EN變高,STAT信號就被強(qiáng)制拉低,這時可以禁止MT2011工作,保證充放電芯片多一個工作。MT5036工作時,功率電感電流由VCC到SW.R9為下拉電阻,保證由于某種原因EN懸空時,EN引腳可以接地,MT5036不會誤工作。R7與R8為FB的分壓電阻,通過這兩g個電阻來設(shè)置MT5036的VOUT電壓。C9、C10、C11為輸出儲能電容,BOOST電路電感往輸出端電流不連續(xù),輸出電容容量應(yīng)盡量選大一些,在MT5036芯片中選用2個22uF貼片電容并聯(lián)。R14,R15為輸出電流采樣電阻,可以采樣MT5036的負(fù)載,用來判斷過載或者空載情況情況。
當(dāng)AMP信號電壓超過過載閾值時,單片機(jī)判斷為過載,此時將EN拉低,關(guān)段MT5036.當(dāng)AMP信號電壓低于0.1A負(fù)載閾值時,單片機(jī)判斷為空載,為防止效率耗散,40s后也將EN拉低,關(guān)段MT5036.輸出電壓與分壓電阻關(guān)系為:
當(dāng)移動電源工作于充電過程中,SW是VIN和GND的方波信號,VBAT引腳是MT5036的內(nèi)部供電引腳,此時VBAT引腳如果為電池電壓,此時會出現(xiàn)內(nèi)部漏電情況,可能會造成MT5036的損壞。由圖1(a)可看出,電源適配器5V輸入端(VIN)和鋰電池輸出端(VCC)均通過二極管連接到MT5036的VBAT引腳。這樣做可以防止芯片內(nèi)部漏電的情況。加入這兩個二極管后,MT5036的供電引腳會選取電壓大的一側(cè)作為供電電源,可以保證內(nèi)部MOS管有效關(guān)段。二極管類型好選取肖特基二極管。