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基于BQ24161和TPS2419的双电池供电方案设计

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简介：
本设计采用BQ24161与TPS2419芯片实现高效能双电池供电系统，支持智能充电管理及负载开关控制，确保电子设备稳定运行。 随着便携式终端产品的处理能力和功能不断增强，其功耗也随之增加，导致待机时间成为衡量产品性能的关键指标之一。由于这些设备受到体积限制，无法通过简单地加大单节锂电池容量来延长待机时间，因此采用主电池加备电池的双电池供电方案成为了提高待机时间的有效选择。本段落介绍了基于充电管理芯片bq24161和ORing控制芯片TPS2419设计的一种双电池供电解决方案。

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  • 基于BQ24161和TPS2419的双电池供电方案设计
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    本设计采用BQ24161与TPS2419芯片实现高效能双电池供电系统，支持智能充电管理及负载开关控制，确保电子设备稳定运行。 随着便携式终端产品的处理能力和功能不断增强，其功耗也随之增加，导致待机时间成为衡量产品性能的关键指标之一。由于这些设备受到体积限制，无法通过简单地加大单节锂电池容量来延长待机时间，因此采用主电池加备电池的双电池供电方案成为了提高待机时间的有效选择。本段落介绍了基于充电管理芯片bq24161和ORing控制芯片TPS2419设计的一种双电池供电解决方案。
     
  • 基于MSP430F168微控制器的双电池供电系统设计
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    本项目提出了一种采用MSP430F168微控制器的双电池供电方案，有效实现了低功耗与高效能结合，适用于便携式电子设备。 ### MSP430F168微控制器应用 MSP430F168是由德州仪器（Texas Instruments）推出的一款高性能低功耗微控制器，在电子设计中表现出色。它具备48kB的闪存和2kB的RAM，并能在电压范围为1.8V至3.6V的情况下正常运行。该微控制器内置了高效的16位RISC处理器、16位寄存器及常数发生器，显著提高了代码执行效率。此外，MSP430F168拥有五种省电模式，在短时间内可迅速唤醒以节省能源。 ### 双电池供电机制设计 在构建双电池系统时，重点在于如何管理两块电池的充电、放电及电量检测过程。本段落提出了一套有效的解决方案：采用主备电池交替供电，并能自动切换至备用电源当主用电池电压过低时。此外，该方案解决了同时使用两块电池期间的转换问题以及单独监测每一块电池的状态。 ### 系统硬件设计 #### 1. 供电电路 双电池系统的核心在于供电线路的设计，包括了两个独立的电池、一个选择器开关、电压检测装置和微控制器。当主用电源（A）电压下降到预设值时，通过控制信号切换至备用电源B继续工作。此设计采用了P沟道MOS管、二极管以及JK触发器来实现自动供电转换，并且配备了高精度低功耗的电压监测设备。 #### 2. 充电电路 充电线路由两块电池和一个外部充电源组成，通过选择开关将电流引入未使用的备用电源进行补给。当检测到任一电池需要充电时，微控制器会激活相应的切换机制以保证供电效率与安全性。 #### 3. 电压监测电路 这套系统还包含了一个用于监控两个电池状态的电压测量装置。它能够转换模拟信号为数字信息以便于处理器分析处理，并通过选择器轮换连接到不同的采集端口来获取实时数据，确保了系统的准确性和稳定性。 ### 关键组件功能 #### MSP430F168微控制器 在双电源架构下，MSP430F168承担着主要控制任务。除了具备极低能耗的特点外，它还集成了一系列高性能硬件模块如定时器、快速ADC接口以及通信协议支持等，极大地增强了系统的灵活性与功能多样性。 #### 电压检测装置 该设备用于监控电池的实时状态，并基于预设阈值决定是否切换电源供应。当监测到主用电源低于临界水平时会触发相应机制进行供电转换。 #### 切换开关（选择器） 这些组件负责根据微控制器发出的指令来控制两块电池之间的供电与充电流程，确保系统能够高效运行并维持良好的工作状态。 通过上述硬件配置和设计策略，文章展示了一种高效的双电源管理系统。该方案不仅提高了系统的稳定性和可靠性，还延长了电池寿命，并特别适合对连续性及稳定性有高要求的便携式设备使用。
     
  • 电源技术中两种典型电池供电电路的设计方案
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    本文探讨了在电源技术领域内，针对不同需求设计的两种典型的电池供电电路方案。通过详细分析和比较，旨在为工程应用提供实用参考和技术支持。 电源技术在现代手持电子设备设计中的重要性日益凸显，因为这些产品主要依赖电池供电。如何高效地管理和转换电池电压以确保设备的稳定运行及延长续航时间成为了关键的设计因素。本段落探讨了两种典型的电池供电电路设计方案：硬开关电路和软开关电路。 硬开关电路通过DC-DC转换器MAX756将两节串联在一起的7号电池电压提升至3.3V。若不使用升压电路，随着电池电量逐渐耗尽，其输出电压会从高到低逐步下降，最终可能导致设备无法正常运行。在该设计中采用JM2按键作为开关机控制，并通过R20、C13、R21、R22和R23组成的充放电回路滤除按键抖动的影响；随后经由74HC14反相施密特触发器进一步整形，产生单脉冲信号驱动D触发器U24A控制MAX756的开启与关闭。晶体管V11在此过程中作为开关元件，在设备关机状态下完全断开电池到主电路之间的电源路径，从而降低待机电流。 软开关电路则使用RN5RK331A DC-DC转换器来保持输出电压稳定，并且在整个电池使用寿命内都能确保设备正常运行。与硬开关设计不同的是，这种方案需要配合单片机进行控制以实现更精细的电源管理功能，虽然可能使电路更加复杂。 在实际应用中，低电压检测也是至关重要的环节。MAX756通过LBI引脚能够监测电池电压，并在其下降至1.25V（内部参考基准）以下时触发报警信号；根据国家标准规定，电池终止电压应设为0.9V，但在实践中考虑到电池性能因素，通常将低电量警告阈值设定在2V左右以确保设备能够在无法维持稳定工作之前发出预警。 硬开关电路和软开关电路各有其独特的优势。前者简化了电源管理流程中的开/关机控制操作；而后者则提供了更为精细的电源调节机制。设计时需根据具体需求及功耗情况选择合适的方案，兼顾实用性和经济效益。合理的电源管理系统不仅直接影响设备性能表现，还关乎用户体验以及产品使用寿命。
     
  • 蓄电池充电器的电路设计方案
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    本设计旨在提出一种高效、安全的蓄电池充电器电路方案，通过优化电路结构和选择合适的电子元件来提高充电效率与延长电池寿命。 设计一个充电装置来控制容量为24V/8Ah的蓄电池组；该装置能够通过数码管或液晶屏显示充电状态，并至少展示三种不同的状态值；此外，需要提供原理图、PCB布局以及实现代码。
     
  • 基于STM IPM和STM32F3 Cortex-M4的双电机驱动电路设计方案
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    本设计提出了一种采用STM IPM与STM32F3 Cortex-M4微控制器实现的双电机驱动电路方案，优化了电机控制性能。 STEVAL-CTM010V1板集成了两个无传感器的三相电机驱动器，并配备了单级数字PFC升压拓扑结构，全部由STM32F303RB ARM微控制器控制。该电路板采用了ST FOC MC SDK固件库来支持其完整的硬件和软件解决方案，包括FOC双电机无传感器功能以及PFC CCM模式。转换器基于SLLIMM智能功率模块系列，采用简洁、坚固的设计以实现紧凑且高性能的交流电机驱动。 此设计结合了新的ST专有驱动IC与改进型短路耐受性沟槽栅极场截止（TFS）IGBT技术，使其成为在高达20kHz的工作频率下理想的电机驱动器选择。PFC部分则利用了STTH30AC06C超快高压整流器和STGWT20H65FB TFS IGBT。 该电路板还嵌入了第二代SLLIMM智能电源模块，包括STGIB10CH60TS-L 和 STGIPQ3H60T-HZ型号，专为室外机中的压缩机及风扇驱动电机设计。因此，STEVAL-CTM010V1非常适合评估满足新的效率标准的室内空调解决方案以及任何需要功率因数校正的单电机或双电机应用。 核心技术优势包括： - 带有DSP和FPU功能的先进ARM Cortex M4微控制器 - 完整硬件与软件解决方案 - 过流、过压及欠压锁定保护机制 - 智能电源模块技术 - FOC双电机无传感器技术和PFC CCM模式支持 - ST专有驱动IC使用 - 符合WEEE和RoHS标准
     
  • 基于单片机的锂电池充电器硬件设计方案
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    本项目旨在设计一款基于单片机控制的高效、智能锂电池充电器，详细介绍其硬件架构和工作原理。 本段落首先分析了锂电池的主要特点，并在此基础上提出了一种基于单片机控制的锂电池智能充电器设计方案。该设计针对单节锂电池进行充电，选用AT89C52单片机与MAX1898充电管理芯片及适当的配套元件进行硬件电路设计，使所设计的充电器具备智能化的特点，能够根据不同类型的锂电池自动调整相应的充电参数，并实现自动检测、充放电控制和报警功能。
     
  • 铅酸电池充电方案设计.docx
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    本文档探讨了针对铅酸电池优化的充电方案设计，旨在提升充电效率和延长电池使用寿命。通过分析不同应用场景下的需求，提出了一系列创新性的解决方案和技术参数建议。 本段落将详细介绍铅酸蓄电池充电设计的关键知识点，包括总体架构、AC-DCPFC 电路设计、开关频率确定、升压电感计算、输出电容计算、功率器件选择以及控制电路设计等。 1. 总体架构 铅酸蓄电池的充电设计主要包含三个部分：交流到直流转换（AC-DCPFC）电路，用于将交流电压转变为直流电压；充电控制系统，负责管理整个充电过程；还有作为被充对象的铅酸电池组。这三个元素共同构建了完整的充电系统。 2. AC-DCPFC 电路设计 在这一部分中，重点是实现从交流电到稳定、高效的直流输出转换，并确保功率因数达到或超过0.95的标准要求。具体来说，AC-DC的整流环节采用全桥结构；滤波器则选用EMI型以减少电磁干扰；PFC（功率因素校正）部分使用交错并联Boost电路来提升整体性能。 3. 开关频率确定 对于PFC电路而言，选择合适的开关频率至关重要。它不仅影响系统的稳定性和效率，还决定了整个装置的尺寸和重量。一般情况下，开关频率范围在20kHz到300kHz之间变化；本设计中选定为37.5kHz。 4. 升压电感计算 升压电感的选择基于最大允许电流纹波来决定其具体参数值。通过精确计算可以得出所需升压变压器的准确规格，从而保证电路工作的稳定性和效率。 5. 输出电容计算 为了确保在断开电源连接后负载仍然能够获得足够的电压支持一定的时间Δt，需要确定适当的输出滤波电容器容量。这一步骤同样依赖于详细的工程计算来完成。 6. 功率器件选择 根据设计要求和预期的工作条件（如最大承受的电流与电压），挑选合适的功率组件包括整流桥、开关管及续流二极管等，确保它们能够满足所有性能指标的需求。 7. 控制电路设计 控制单元基于UCC28070芯片实现，并具备多项先进功能，例如电流合成和量化电压前馈输入。这些特性有助于显著提高系统的整体表现水平，在功率因数、效率以及动态响应等方面均有所体现。 综上所述，本段落为读者提供了关于铅酸蓄电池充电设计的全面指南，涵盖了从架构规划到具体实施的所有关键环节和技术细节。
     
  • 基于SN74LS00N的声光双控电路设计方案
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    本设计介绍了一种利用SN74LS00N集成电路实现的声光双控电路方案，通过声音和光线感应控制灯光开关，适用于节能照明领域。 电路由一个光控开关与一个声控开关串联组成。白天光线强烈时，光控开关不会闭合；由于人多声音大，声控开关闭合，因此灯不亮。晚上光线较暗，光控开关会自动闭合。当有声响时，声控开关也会闭合，整个电路形成通路，于是灯就会亮起来。
     
  • 基于STM32的1700W双电机控制器电路设计方案
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    本设计提出了一种基于STM32微处理器的高效能1700W双电机控制系统方案，旨在实现对两个电机的同时精准控制。通过优化硬件电路和软件算法，该系统能够提供高效率、低能耗的动力输出解决方案，适用于各种高性能电动设备。 基于STM32F103 和STGIPS20C60的双电机控制器设计适用于汽车电子行业中的高功率应用。该设备提供了一个完整的解决方案，涵盖无传感器磁场定向控制（FOC）以及数字有源功率因数校正（PFC）。其中的核心组件是STGIPS20C60智能功率模块，它是一个小型低损耗的三相IGBT桥，适用于马达驱动和空调系统。 双电机控制器参数如下： - 额定功率：1300W - 最大功率：1700W 数字PFC部分包括一个单级升压转换器，采用STGW35HF60W或STW38N65M5以及相应的二极管（如STTH15R06D 或 STPSC1206D）来实现。此外还包含交流主电源电流检测、直流母线电压检测等功能，并且具有硬件过流保护和欠压保护机制。 逆变器部分使用了SDIP 25L封装的STGIPS20C60模块，用于驱动第一个电机。该系统具备三相或直流链路电机电流感应能力以及热沉温度测量功能等额外特性。 控制单元则基于STM32F103RCT6微控制器实现双电机和PFC的集中式管理，并通过MC连接器支持第二台电动机功率阶段（兼容STEVAL-IHM021V1、 STEVAL-IHM024V1 或 STEVAL-IHM032V1等插件板）。同时，它还具备SWD编程与调试接口及JTAG编程功能。 其他特性还包括光隔离的UART通信、用户按键、复位按钮和电位器等功能。电源方面则提供+15 V 和 +3.3 V 的供电电压，并且符合RoHS标准要求。 实物图片展示了该控制器的设计原理图，Gerber文件以及设计说明等相关资料。