多功能随身电源电路

R5402是一种高精度、根据CMOS的锂芯电池电压保护芯片。HAT2027是具有电流流转方向可调的双MOS产品。

充电时，电池电压从低到高上升，当电池电压大于4.25V时，充电状况被锁存，引脚COUT就会从高电平跳为低电平，HAT2027内置二极管发挥单导游通效果。电流方向只能从1脚到3脚，充电电源无法持续给锂芯充电。假如充电电源持续加载在锂芯电池组两头，即便锂芯电压在4.25V以下，R5402具有的过充锁存状况也不会被开释。这样就确保了电池组在接连充电饱满之后，能锁存在过充状况，阻隔充电电源对高能量电池组持续充电。只要当过充时，断开充电电源，过充锁存状况才会被开释，COUT从头变为高电平，HAT2027的1、3引脚此刻双导游通，锂芯才干正常作业。

放电时，电池电压下降，当小于2.3V时，放电状况被锁存，引脚DOUT的输出从高电平跳为低电平，HAT2027内置二极管发挥单导游通效果。电流方向只能从3脚到1脚，锂芯电池组无法持续给负载放电。假如没有接上充电电源，即便锂芯电压高于过放电压的最大值，放电锁存状况也不会被开释，这就确保了电池组在经过长期放电，电压下降到2.3V之后，能锁存在过放状况，阻隔低能量电池组持续放电。只要当过放时，接上充电电源，锂芯电压开端高于过放电压时，过放锁存状况才会被开释，一起引脚DOUT的电压从头变为高电平，HAT2027的1、3引脚双导游通，锂芯既能作业在放电状况，又能作业在充电状况。

当锂芯短路时，D。，跳到低电平。此刻，锂芯受HAT2027操控无法放电，起到锂芯保护效果。与此一起，自康复保险丝因为短路的大电流，会受热膨胀，电路堵截，起到最终一层保护的效果。当短路毛病扫除，白康复保险丝康复，R5402检电器开释，D。，，从头康复高电平。

该电路还增设了”休眠”的功用。当电路作业在过放状况，弥补电流将会坚持十分低的值，然后中止内部电路的作业，使低能量的锂芯不会被R5402和体系后级回路持续耗费能量。 该电路还具有瞬时监控功用。在锂芯负极取一个电压接到R5402的V引脚，内置检电器的延时可以削减大约1／57秒。因而，可以监测电池容量瞬时状况。

DC-DC升压电路

本体系中，DC-DC升压电路主要由MAX1771构成，该操控器选用一起的操控计划，结合PFM(脉冲频率调制)及PWM(脉冲宽度调制)的优越性，供给一个高效、较宽电压调理规模的电源。前者具有较小的静态电流，负载小的状况下功率较高，但纹波较大。后者在负载大的状况下具有较高的功率，噪声小。该操控器选用的是一种改进型的限流PFM操控办法，操控电路约束电感充电电流，使其不超越某一峰值电流。既坚持了传统PFM的低静态电流，一起在较大负载的状况下，也具有很高的功率。并且因为约束了峰值电流，选用很小体积的外围元件就可取得满意的输出纹波，这样便于下降电路本钱及尺度。

如图2所示，将4脚接地，可使其作业在闭环状况。芯片由引脚2上的电压供电，一起也是输出电压。输入电压可以进行从2V到输出电压的改变。外接MOS管栅极1脚上的电压，从输出电平到零电平跳变，这样可以供给更人的栅极驱动，然后减小外接MOS管的敞开电阻。

MAX1771外接MOS管平常是封闭的，此刻电感储能。封闭期间，MAX1771会检测外部输入电压，一旦下降到了必定极限，MAX1771就会敞开外部MOS管，电感开释能量，从头供给驱动电压。开关频率随负载电流和输入电压而定。5V电压经过两个反应电阻分压得到。

此外，续流二极管选用肖特基二极管SS34，该器材正导游通电压小，呼应时刻短。

锂芯容量指示电路

本体系电路规划选用了一种比较简单且有用的办法，即经过测验锂芯电池放电的时刻电压特性曲线，选取整个放电进程的四个位点电压，用电压来预算电池的容量。

如图3所示，当按下电压容量指示的功用按键，锂芯的电池电压会加到XC61系列芯片的VIN与VSS引脚上。当电压高丁4.1V，四个芯片一起作业，电池与限流电阻、LED发光管构成四个回路。此刻四个发光管一起发亮，标明电池容量饱满。当电池电压在4.1V～3.8V之间，只要三个芯片作业，4102不作业，此刻构成三个回路，三个发光管发亮，标明电池容量有所下降。同理可知其它的两种状况。

充电办理电路

充电办理电路由CN3066和继电器构成，如图4所示。当随身电源监测到有充电器对其充电时，继电器令CN3066开端作业，CN3066将整个充电办理进程分为四个部分，即预充电、恒流充电、恒压充电以及保护充电。

当CN3066开端作业时，CN3066会检测电池电压是否较低，假如是，则选用涓流充电，即一个比较小的恒定电流对电池进行充电，直至电池电压上升到一个安全值。之后，充电电流坚持较大值不变，通常是涓流充电电流的10倍或更大。1000mAh的电池选用700mA电流充电，这可以防止大电流充电对锂芯的损坏。在恒流充电和涓流充电状况下，充电办理芯片接连监控电池的电压，当单节锂电池的电压到达4.2V，恒流充电状况完毕，转入恒压充电状况。在该状况下，充电电压恒定在4.2V。当锂芯的电流下降为本来的1／10之后，恒压充电状况完毕。在保护充电状况，电池满意电后，若移动电源仍插在充电器上，电池会因为自放电而丢失电量。CN3066以十分小的电流对锂芯充电或监测电池电位，以备对锂芯再充电，这种状况称为保护充电状况。

在本电路中，CN3066会实时监测锂芯的电压、温度、充电电流和充电时刻。一旦电池的温度到达60℃，或锂离子电池的电压到达4.2V，恒压充电状况主动停止。此外，还应设置最长恒压充电时刻。在温度和电压检测失利的状况下，可以确保锂电池安全充电。

当拔掉充电器，CN3066封闭，随身电源处于预放电状况。

多功用扩展电路

高亮照明功用

户外活动时，特别是夜间活动，需求一个高亮的光源。如图5所示，夜行高亮照明体系，在USB输出口可得到5V电压，加上高亮发光二极管和一个小的限流电阻一起组成。高亮管满意5米内的照明光程。

户外报警功用

户外出行，个人资产的防盗至关重要。安全可靠的报警体系有助于保证个人资产的安全，特别是户外野营，活络的防盗办法在夜间将发挥其巨大成效。

如图5所示，当按下预报警功用键时，USB输出电压加载在报警体系上，此刻移动随身电源处于”预报警”状况。当水银开关B1方位偏移正常的断开方位，将触发继电器作业，使KD9561音乐片作业，宣布报警响声，提示注意安全。

户外驱蚊功用

如图6所示，由左面555组成的振动频率约为22KHz，再由右边555单稳态电路发生一个50Hz，占空比为50％的方波输入左面555的5脚，组成一种噪声，用于驱逐蚊于。

电路测验

DC-DC电路测验

由图7可见，移动电源接连放电的总能量在2200mAh以上，输出安稳。

扩展功用模块的测验

夜行高亮灯管的有用光程为6米。报警体系可以正常作业。驱蚊体系宣布21KHz的噪声，对蚊子具有显着的驱逐效果。

整体测验

试验成果证明，多功用随身电源能对市面上大多数手机接连充电5次以上，对MP3、MP4充电12次以上，标明随身电源在户外活动中有满意的能量储藏。

结语

该计划科学细致地扫除了锂芯在使用进程中呈现的各种安全隐患，与此一起，还奇妙地规划了几个人性化的功用模块，满意了户外活动的常见需求。