1、    具有充電,照明,報警等多功能應急電源電路設計摘要：實現了一種全集成可變帶寬中頻寬帶低通濾波器，討論分析了跨導放大器-電容(OTAC)連續時間型濾波器的結構、設計和具體實現，使用外部可編程電路對所設計濾波器帶寬進行控制，并利用ADS軟件進行電路設計和仿真驗證。仿真結果表明，該濾波器帶寬的可調范圍為126 MHz，阻帶抑制率大于35 dB，帶內波紋小于05 dB，采用18 V電源，TSMC 018m CMOS工藝庫仿真，功耗小于21 mW，頻響曲線接近理想狀態。關鍵詞：Butte具有充電,照明,報警等多功能應急電源電路設計本文論述的電路系統設計由五部

2、分組成：鋰芯容量指示電路、電芯保護電路、充電管理電路、DC-DC升壓電路和功能擴展電路。鋰芯容量指示電路由XC61CC系列的電壓*芯片組成。電芯保護電路由過充保護、過放保護、過溫保護三部分組成，HAT2027、R5402、自恢復保險絲構建了三重保護，使鋰芯安全性大大增強。充電管理電路采用了CN3066，將充電過程分為涓流充電、恒流充電、恒壓充電和維護充電四個部分，使移動隨身電源能夠最大程度地儲備能量。DC-DC升壓電路采用了MAX1771集成芯片，可將鋰芯容量在安全范圍內最大限度釋放，達到對多種數碼設備供電的目的。功能擴展涵蓋了戶外活動所涉及的常見需求，具有應急夜間高亮照、戶外防盜安全警報、野

3、營驅蚊等功能。多功能隨身電源的電路實現鋰芯保護電路如圖1所示，電芯保護電路主要由R5402和HAT2027共同組成。除此之外，自恢復保險絲起到了最后一層保護的作用。 R5402是一種高精度、基于CMOS的鋰芯電池電壓保護芯片。HAT2027是具有電流流通方向可調的雙MOS產品。充電時，電池電壓從低到高上升，當電池電壓大于4.25V時，充電狀態被鎖存，引腳COUT就會從高電平跳為低電平，HAT2027內置二極管發揮單向導通作用。電流方向只能從1腳到3腳，充電電源無法繼續給鋰芯充電。如果充電電源繼續加載在鋰芯電池組兩端，即使鋰芯電壓在4.25V以下，R5402具有的過充鎖存狀態也不會被釋

4、放。這樣就保證了電池組在連續充電飽和之后，能鎖存在過充狀態，隔離充電電源對高能量電池組持續充電。只有當過充時，斷開充電電源，過充鎖存狀態才會被釋放，COUT重新變為高電平，HAT2027的1、3引腳此時雙向導通，鋰芯才能正常工作。放電時，電池電壓下降，當小于2.3V時，放電狀態被鎖存，引腳DOUT的輸出從高電平跳為低電平，HAT2027內置二極管發揮單向導通作用。電流方向只能從3腳到1腳，鋰芯電池組無法繼續給負載放電。如果沒有接上充電電源，即使鋰芯電壓高于過放電壓的最大值，放電鎖存狀態也不會被釋放，這就保證了電池組在經過長時間放電，電壓下降到2.3V之后，能鎖存在過放狀態，隔離低能量電池組持續

5、放電。只有當過放時，接上充電電源，鋰芯電壓開始高于過放電壓時，過放鎖存狀態才會被釋放，同時引腳DOUT的電壓重新變為高電平，HAT2027的1、3引腳雙向導通，鋰芯既能工作在放電狀態，又能工作在充電狀態。當鋰芯短路時，D。，跳到低電平。此時，鋰芯受HAT2027控制無法放電，起到鋰芯保護作用。與此同時，自恢復保險絲由于短路的大電流，會受熱膨脹，電路切斷，起到最后一層保護的作用。當短路故障排除，白恢復保險絲恢復，R5402檢電器釋放，D。，重新恢復高電平。該電路還增設了"休眠"的功能。當電路工作在過放狀態，補充電流將會保持非常低的值，從而停止內部電路的工作，使低能量的鋰芯不會

6、被R5402和系統后級回路繼續消耗能量。 該電路還具有瞬時*功能。在鋰芯負極取一個電壓接到R5402的V引腳，內置檢電器的延時可以減少大概157秒。因此，可以監測電池容量瞬時狀態。DC-DC升壓電路本系統中，DC-DC升壓電路主要由MAX1771構成，該控制器采用獨特的控制方案，結合PFM(脈沖頻率調制)及PWM(脈沖寬度調制)的優越性，提供一個高效、較寬電壓調節范圍的電源。前者具有較小的靜態電流，負載小的情況下效率較高，但紋波較大。后者在負載大的情況下具有較高的效率，噪聲小。該控制器采用的是一種改進型的限流PFM控制方式，控制電路限制電感充電電流，使其不超過某一峰值電流。既保持了傳統PFM的

7、低靜態電流，同時在較大負載的情況下，也具有很高的效率。而且由于限制了峰值電流，采用很小體積的外圍元件就可獲得滿意的輸出紋波，這樣便于降低電路成本及尺寸。如圖2所示，將4腳接地，可使其工作在閉環狀態。芯片由引腳2上的電壓供電，同時也是輸出電壓。輸入電壓可以進行從2V到輸出電壓的變化。外接MOS管柵極1腳上的電壓，從輸出電平到零電平跳變，這樣可以提供更人的柵極驅動，從而減小外接MOS管的開啟電阻。MAX1771外接MOS管平時是關閉的，此時電感儲能。關閉期間，MAX1771會檢測外部輸入電壓，一旦降低到了一定限度，MAX1771就會開啟外部MOS管，電感釋放能量，重新提供驅動電壓。開關頻率隨負載電

8、流和輸入電壓而定。5V電壓通過兩個反饋電阻分壓得到。此外，續流二極管選用肖特基二極管SS34，該器件正向導通電壓小，響應時間短。鋰芯容量指示電路本系統電路設計采用了一種比較簡單且實用的方法，即通過測試鋰芯電池放電的時間電壓特性曲線，選取整個放電過程的四個位點電壓，用電壓來估算電池的容量。如圖3所示，當按下電壓容量指示的功能按鍵，鋰芯的電池電壓會加到XC61系列芯片的VIN與VSS引腳上。當電壓高丁4.1V，四個芯片同時工作，電池與限流電阻、LED發光管形成四個回路。此時四個發光管同時發亮，表示電池容量飽和。當電池電壓在4.1V3.8V之間，只有三個芯片工作，4102不工作，此時形成三個回路，三

9、個發光管發亮，表示電池容量有所下降。同理可知其它的兩種情況。充電管理電路充電管理電路由CN3066和繼電器構成，如圖4所示。當隨身電源監測到有充電器對其充電時，繼電器令CN3066開始工作，CN3066將整個充電管理過程分為四個部分，即預充電、恒流充電、恒壓充電以及維護充電。當CN3066開始工作時，CN3066會檢測電池電壓是否較低，如果是，則采用涓流充電，即一個比較小的恒定電流對電池進行充電，直至電池電壓上升到一個安全值。之后，充電電流保持較大值不變，通常是涓流充電電流的10倍或更大。1000mAh的電池采用700mA電流充電，這可以避免大電流充電對鋰芯的損壞。在恒流充電和涓流充電狀態下，

10、充電管理芯片連續*電池的電壓，當單節鋰電池的電壓達到4.2V，恒流充電狀態結束，轉入恒壓充電狀態。在該狀態下，充電電壓恒定在4.2V。當鋰芯的電流下降為原來的110之后，恒壓充電狀態結束。在維護充電狀態，電池充足電后，若移動電源仍插在充電器上，電池會由于自放電而損失電量。CN3066以非常小的電流對鋰芯充電或監測電池電位，以備對鋰芯再充電，這種狀態稱為維護充電狀態。在本電路中，CN3066會實時監測鋰芯的電壓、溫度、充電電流和充電時間。一旦電池的溫度達到60，或鋰離子電池的電壓達到4.2V，恒壓充電狀態自動終止。此外，還應設置最長恒壓充電時間。在溫度和電壓檢測失敗的情況下，可以保證鋰電池安全充

11、電。當拔掉充電器，CN3066關閉，隨身電源處于預放電狀態。多功能擴展電路高亮照明功能戶外活動時，特別是夜間活動，需要一個高亮的光源。如圖5所示，夜行高亮照明系統，在USB輸出口可得到5V電壓，加上高亮發光二極管和一個小的限流電阻共同組成。高亮管足夠5米內的照明光程。 戶外報警功能戶外出行，個人財物的防盜至關重要。安全可靠的報警系統有助于保障個人財物的安全，特別是戶外野營，靈敏的防盜措施在夜間將發揮其巨大功效。如圖5所示，當按下預報警功能鍵時，USB輸出電壓加載在報警系統上，此時移動隨身電源處于"預報警"狀態。當水銀開關B1位置偏移正常的斷開位置，將觸發繼電器工作，使KD9561音樂片工作，發出報警響聲，提醒注意安全。野外驅蚊功能如圖6所示，由左邊555合成的振蕩頻率約為22KHz，再由右邊555單穩態電路產生一個50Hz，占空比為50的方波輸入左邊555的5腳，合成一種噪聲，用于驅趕蚊于。電路測試DC-DC電