DC-DC便携移动电源的研究和设计
便携式电子系统的DC_DC开关电源系统结构设计和研究

便携式电子系统的DC DC开关电源系统结构设计和研究Ξ王海永 李永明 陈弘毅(清华大学微电子学研究所,北京,100084)20000711收稿,20001110收改稿摘要:介绍了DC DC开关稳压电源系统结构的设计,分析了提高电源转换效率的系统设计方法。
提出了一种适于L S I实现的DC DC开关稳压电源系统结构。
关键词:直流 直流;低输入输出压差;开关稳压电源;大规模集成电路中图分类号:TN47 文献标识码:A 文章编号:100023819(2002)022164206System Arch itecture D esign and Research of a DC DC Sw itch M ode Power Supply for Portable Electron ics SystemW AN G H aiyong L I Yongm ing CH EN Hongyi(Institu te of M icroelectronics,T singH ua U niversity,B eij ing,100084,CH N)Abstract:T h is paper in troduced the system arch itectu re design of a DC DC s w itch m ode pow er supp ly,analyzed the m ethod of system design fo r i m p roving the efficiency of pow er supp ly converti on.F inally,th is p ap er p resen ted a system arch itech tu re of a DC DC s w itch m ode pow er supp ly,w h ich is i m p lem en ted in L S I ch i p.Key words:DC DC;low-dropout;switch m ode power supply;L SIEEACC:25701 引 言电源是电子产品的一个重要组成部分。
移动电源的电路原理及应用

移动电源的电路原理及应用1. 什么是移动电源?移动电源是一种便携式的充电设备,通常由锂电池或聚合物电池组成。
它可以存储电能,并在需要时通过USB接口向移动设备充电,如智能手机、平板电脑和其他充电设备。
2. 移动电源的电路原理移动电源的电路原理包括以下几个关键组成部分:2.1 锂电池移动电源通常使用锂电池作为电能的存储介质。
锂电池具有高能量密度、长寿命和较小的体积,非常适合作为移动设备的电源。
2.2 充电电路移动电源需要一个充电电路来将外部电源(如电源适配器或电脑USB接口)的电能转换为存储在锂电池中的电能。
充电电路通常包括电源管理芯片、充电控制电路和电荷管理电路。
2.3 DC-DC变换器移动电源内部还包含一个DC-DC变换器,用于将存储在锂电池中的电能转换为适合移动设备充电的电能。
DC-DC变换器通常由一个升压变换器和一个降压变换器组成,以提供不同电压等级的输出。
2.4 USB接口移动电源通常配备一个或多个USB接口,以便连接到移动设备进行充电。
USB 接口可以通过充电电路和DC-DC变换器将电能传输给移动设备。
3. 移动电源的应用移动电源的应用广泛,特别是在以下几个方面:3.1 旅行和户外活动移动电源是旅行和户外活动的理想选择。
它可以提供备用电源,确保在没有电源插座的情况下,手机、相机和其他电子设备的持续使用。
3.2 紧急备用电源移动电源可以作为紧急备用电源,用于在断电或其他紧急情况下为手机、通讯设备和照明设备提供电能。
3.3 移动办公对于经常需要在路上工作的人们来说,移动电源可以确保他们的移动设备始终保持充电状态。
这对于销售人员、快递员和外勤工作人员来说尤为重要。
3.4 充电便利性移动电源为用户提供了一种灵活的充电方式。
用户可以在任何地方使用移动电源为自己的设备充电,无需寻找电源插座。
3.5 电力供应不稳定地区在一些电力供应不稳定的地区,移动电源可以作为主要的电源来源。
它可以帮助人们维持基本的电力使用,如照明和通信设备。
高效率移动电源设计与研究

高效率移动电源设计与研究移动电源作为一种便携式充电设备,广泛应用于手机、平板电脑、音响等电子产品的充电。
随着科技的不断发展,人们对移动电源的需求也越来越高,要求它具有高效率,能够快速地为电子产品进行充电,同时也希望它本身的充电速度快,能够快速地存储电能。
因此,高效率移动电源的设计与研究具有重要意义。
首先,高效率移动电源的设计应该考虑到其内部电路的优化。
电源电路的设计采用高效率的开关电源技术,可以减少能量的损耗,提高充电效率。
同时,采用高效率的功率转换器,可以提高移动电源充放电的效率,减少能量的损失。
此外,高效率移动电源还应该具备过载保护、短路保护、电池过充过放保护等多重保护措施,确保其使用安全可靠。
其次,高效率移动电源的设计还需要考虑到电池的选用。
电池是移动电源的核心部件,对移动电源的性能有着决定性的影响。
目前市场上常见的电池有锂离子电池、聚合物锂离子电池等。
聚合物锂离子电池具有体积小、重量轻、充放电效率高等特点,是移动电源的理想选择。
在电池选用上,还需要注意其容量和放电率的匹配,以满足快速充电和高效率放电的需求。
此外,高效率移动电源的设计还需要考虑到充电接口的设计。
充电接口应该支持快速充电技术,例如USBPD快充技术,可以提高充电速度和效率。
此外,还应该考虑到充电线材质的选择和接口的稳定性,以降低充电线路的阻抗,提高充电效率。
最后,高效率移动电源的设计还应该关注产品的整体结构和散热设计。
优化产品的结构设计,可以提高电路的散热能力,减少温度的升高,提高移动电源的工作效率。
此外,还可以采用高导热材料和散热设计方法,提高散热效果,保持电源的稳定工作状态。
综上所述,高效率移动电源的设计与研究需要考虑到电源电路的优化、电池的选用、充电接口的设计以及产品的整体结构和散热设计等方面。
只有在这些方面做到合理优化,才能提高移动电源的工作效率,满足人们对充电速度和效率的需求。
毕业设计—便携式DCAC逆变电源设计

(二 ○ ○ 七 年 六 月本科毕业设计说明书 题 目:便携式D C /A C 逆变电源设计 学生姓名:x x 学 院:x x 系 别:自动化系 专 业:自动化 班 级:自动化x x 指导教师:x x摘要随着电力电子技术的发展,尤其是功率MOSFET管和软开关技术的发展,便携式DC/AC逆变电源得以应用。
本课题设计的便携式DC\AC逆变器用于24V直流电变换成220V\50Hz的交流电。
在设计中,DC\DC部分采用反激式升压整流结构,变压器采用EI型功率铁氧体磁芯变压器,DC\AC侧采用半桥式逆变结构。
在本设计中还应用了100kHz PWM 波对直流升压侧进行调制。
在半桥逆变部分,用单片机生成50Hz SPWM波对逆变进行脉宽调制,其优点在于调制出来的电压信号谐波分量小、功率因数高、电压波形更接近正弦波。
本课题所设计的产品主要用于解决便携式数码产品和手机的充电问题。
因为在有些环境之下,并不能够找到可以为上述产品充电的交流电源,比如在汽车中和旅途中往往只能够提供直流电源。
本产品很好的解决了这类问题,所以本产品的市场推广前景很好。
关键词:DC\DC;DC\AC;变压器;PWM;SPWMAbstractWith the development of Power Electronics Technology and especially power MOSFET and soft-switch technology, DC / AC inverter power source for portable products was applied widely.This project design portable DC \ AC inverter for the usage of 24V DC converted into 220V \ 50Hz AC. Power demand load of 10 W, the output waveform for better quality sine wave. In the design, the part of DC \ DC uses the flyback booster rectifier structure. In this design it uses 100 kHz PWM wave to modulate the DC Boost right side. In the part of the half-bridge inverter, it generates 50 MCU Hz SPWM wave inverter for pulse width modulation, The advantage is that the sine wave modulation signal voltage harmonic components are small, the power factor is high, the voltage wave forms closer to the sine wave shape.The product used for resolving the portable digital products and cell phone charger problem. In some environment, we can not find the 220v AC power for charging. for instance, when you are on the trip .the train and the car don’t supply 220V AC power.This product solve those problems well, so the product will have a good prospects for promotion.Keywords: DC\DC;DC\AC;Transformer;PWM;SPWM目录第一章绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2课题研究的相关理论概述及方案的初选 (1)1.3系统框图的确定 (1)第二章 DC/DC 电路的设计 (3)2.1DC/DC电路的相关理论 (3)2.1.1 DC/DC变换器的拓扑类型 (3)2.1.2单管反激式变换器 (3)2.2反激式变压器的设计 (6)2.2.1设计用基本参数设置及 (6)2.2.2变压器的设计 (6)2.2.3 变压器设计的定量计算 (7)2.2.4 变压器材料 (11)2.3调制电路的设计 (12)2.3.1 TL494的介绍 (12)2.3.2 TL494的工作原理 (12)第三章 DC/AC电路设计 (15)3.1半桥型逆变电路 (15)3.1.1 半桥电路的定量分析 (16)3.1.2 半桥电路的元器件选择 (16)第四章 SPWM调制电路的设计 (17)4.1正弦波脉宽调制 (17)4.1.1正弦波脉宽调制简介 (17)4.1.2SPWM脉宽调制的优点 (17)4.1.3SPWM脉宽调制的生成方法 (18)4.2改进型SPWM生成技术的介绍 (19)4.3SPWM的软件实现 (20)4.4SPWM的硬件实现 (21)4.4.1硬件实现的方法 (21)4.4.2硬件电路的介绍 (21)第五章结论 (23)参考文献 (24)附录 (25)谢辞 (28)第一章绪论1.1 课题背景随着人们生活水平的提高,人身边的手机、MP3及数码类产品逐渐增多。
移动电源系统电路的设计与原理分析

移动电源系统电路的设计与原理分析
1.电池组选择:电池组是移动电源系统的核心部分,其容量和额定电
压直接影响移动电源的使用时间和输出能力。
根据应用需求的不同,可以
选择锂离子电池、聚合物锂电池等。
在设计过程中,需要考虑电池的重量、成本、性能和安全性等因素。
2.充放电管理电路:充放电管理电路主要用于对电池组进行管理,包
括电池充电、放电过程的控制和保护。
其中包括电池充电控制、过充保护、过放保护、温度保护等功能。
充放电管理电路通常使用专用集成电路或微
控制器完成。
3.DC-DC变换电路:DC-DC变换电路主要用于将电池组的直流电压转
换为移动设备所需的直流电压。
一般情况下,移动设备的电源需要 3.3V、5V、9V、12V等多种电压值。
因此,需要设计不同输出电压并具有高效转
换效率的DC-DC变换电路。
4.输入输出接口电路:输入接口电路用于接收外部电源供电或充电器
充电,输出接口电路用于为移动设备提供电力。
在设计过程中,需要考虑
电源充电、断电保护、供电稳定性、短路保护等问题。
在移动电源系统的设计过程中,需要考虑的因素还包括体积、重量、
散热、EMC(电磁兼容性)等。
为了满足这些要求,可以采用模块化设计,使用高效的电源管理芯片,选择高能量密度的电池等方式来提高整个系统
的性能和可靠性。
总结起来,移动电源系统的设计和原理分析主要涉及到电池组选择、
充放电管理电路设计、DC-DC变换电路设计以及输入输出接口电路设计等
方面。
在设计过程中需要综合考虑功率、效率、稳定性、成本和安全性等因素,以满足移动设备的电力需求。
便携式应用中DC-DC转换器的设计技术及XD1250的电路实现的开题报告

便携式应用中DC-DC转换器的设计技术及XD1250的电路实现的开题报告一、选题依据:随着移动设备的日益普及,对便携式电源的需求越来越大。
而便携式电源需要一个DC-DC转换器,将电池的低电压转换为设备需要的高电压。
因此,设计一款高效、小型化的DC-DC转换器是必要的。
本次毕业设计选题为“便携式应用中DC-DC转换器的设计技术及XD1250的电路实现”。
二、研究内容:DC-DC转换器是电源管理系统中的一个重要部分,具有扩大电源范围、提高效率、减小体积、增加可靠性等优点。
本项目的研究内容主要包括以下方面:1. DC-DC转换器的基础原理及设计技术:针对便携式应用需求,选定合适的DC-DC转换器拓扑结构,在控制电路、电感电容的选用等方面进行深入探究。
2. 物理模型建立与仿真:使用PSIM等软件建立DC-DC转换器的模型,对模型进行仿真分析、参数调整等操作,比较不同参数下的效率、稳定性等表现。
3. 原理图设计与电路实现:根据仿真结果和可靠性的要求,进行原理图设计和电路实现,充分利用技术和知识,选用合适的元器件和材料,完成小型化、高效、低成本的DC-DC转换器设计。
4. 认真撰写设计报告:设计报告需要包含电路设计的详细过程、仿真结果以及电路实现的过程和结果,并给出成品的性能测试数据和结论。
三、可行性分析:本项目设计的XD1250是一款高效、小型的DC-DC转换器,适用于移动设备等便携式应用。
本项目对DC-DC转换器的设计原理和技术进行深入研究,结合实际应用需求,可以充分提升转换器的效率和稳定性。
使用PSIM等软件进行仿真分析,可以在短时间内找出最佳参数,避免了设计和调试过程中的不确定性和浪费。
电路实现过程中,可以利用现有的技术和元器件,实现小型化、高效、低成本的DC-DC转换器设计。
综上所述,本项目具有较高的可行性。
四、预期成果:1.掌握DC-DC转换器的原理和设计技术,熟悉PSIM等软件的应用。
2.设计一款高效、小型化的便携式DC-DC转换器XD1250,完成原理图设计和电路实现。
移动电源的工作原理

移动电源的工作原理移动电源,也被称为便携式充电宝,是一种便携式电池装置,用于给移动设备如手机、平板电脑、数码相机等充电。
它的工作原理主要涉及电池、电路和充电控制器等组成部分。
1. 电池移动电源一般采用锂离子电池作为能量储存装置。
锂离子电池具有高能量密度、轻巧便携、充电周期长等优点,因此成为了移动电源的主要电池类型。
2. 电路移动电源的电路主要由直流-直流(DC-DC)转换器和电池管理系统组成。
- DC-DC转换器:移动电源内部的DC-DC转换器负责将电池的直流电压转换为适合充电设备的电压。
例如,将电池的3.7伏电压转换为5伏、9伏或12伏等输出电压,以满足各种设备的充电需求。
- 电池管理系统:移动电源的电池管理系统负责监测电池的电量、温度和电流等参数,以确保电池的安全和稳定工作。
它还可以提供过压保护、过流保护和短路保护等功能,以保护充电设备和电池本身的安全。
3. 充电控制器移动电源的充电控制器主要负责管理充电过程,包括输入电压的检测、电流的控制、充电状态的显示等。
- 输入电压检测:充电控制器会检测外部电源的电压,以确保输入电压在合理范围内。
如果输入电压过高或过低,充电控制器会停止充电,以避免对电池和充电设备的损害。
- 电流控制:充电控制器会根据充电设备的需求,控制输出电流的大小。
通常,当充电设备需要更大的电流时,充电控制器会提供更高的输出电流,以加快充电速度。
- 充电状态显示:移动电源通常配备LED指示灯或显示屏,用于显示充电状态。
例如,可以显示电池的剩余电量、充电进度和充电完成等信息。
4. 工作过程移动电源的工作过程可以简单概括为:外部电源输入 - 充电控制器检测输入电压 - 电池充电 - 充电控制器控制输出电流 - 充电设备连接 - 输出电压转换 - 充电设备充电。
当外部电源连接到移动电源时,充电控制器会检测输入电压,并根据需要控制输出电流。
同时,电池开始充电,并通过DC-DC转换器将电池的直流电压转换为适合充电设备的电压。
无人机DC/DC电源的小型化设计

路应尽 可 能 地 使 元 器 件 平 行 排 列 , 观 且 易 焊 美 装… :
进行 电路 板 设计 时一般有 以下原则 : 、 电感 等应
() 5 按照 电路 的流程 安 排 各个 功 能单 元 的位
源 回路和输 入 滤 波器 、 没计 输 出负 载 和输 出滤 波
器…:
到安全 标准 ( U , C E等 ) E C指 令的限制 如 LC E 及 M
( IC,C C A) 直 流 输 人 则 必 须 加 E 如 E F C, S , MC滤 波及使用符 合 安 全标 准 的 元 件 . 这样 就 更 加 限 制
miig d sg o h o v re sa ay e n ti a e . ewa o f rh rmi it ie t e p we u p y i n — zn e in frt e c n e ri n lz d i h sp p r Th y t u te naurz h o rs p l sa a t
作者简介 : 焦永 磊 ( 92 ) 男 , 18一 , 本科 , 助理 工 程 师 , 业 于 西安 交 通 大 学机 电一 体 化 专 业 . 究 方 向 : 人 机 电 气 系 毕 研 无
lz d a d d s u s d.An e a l fp we n au iain i gv n i h n y e n ic s e x mp e o o r mi it rz to s i e n t e e d.wh c alme tt e i n r — ih C l e he d sg e
摘 要 : 绍 了无 人 机 机 载 D / C电 源的 发 展要 求 , 析该 种 电源 小型 化 设 计 的难 点 所 在 , 时对 进 一 步 介 CD 分 同
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目录前言 (3)第1章概述 (4)第1.1节DC-DC移动电源简介....................... 错误!未定义书签。
第1.2节DC-DC移动电源的发展与趋势. (4)第1.3节本文研究的意义 (5)第2章移动电源基础.............................. 错误!未定义书签。
第2.1节移动电源的定义........................... 错误!未定义书签。
第2.2节移动电源的适用范围....................... 错误!未定义书签。
第2.3节移动电源的技术........................... 错误!未定义书签。
第2.4节移动电源工作原理......................... 错误!未定义书签。
第2.5节移动电源的基本构成....................... 错误!未定义书签。
第3章移动电源硬件设计方案...................... 错误!未定义书签。
第3.1节移动电源系统框架结构 (18)第3.2节硬件设计框图............................. 错误!未定义书签。
第3.3节LM2577升压器............................ 错误!未定义书签。
第3.4节LM25762ADJ 构成单片开关电源 ............. 错误!未定义书签。
第4章系统测试设计方案.......................... 错误!未定义书签。
第4.1节硬件设计流程图........................... 错误!未定义书签。
第4.2节PCB设计流程图........................... 错误!未定义书签。
第4.3节系统测试................................. 错误!未定义书签。
结论 (18)参考文献 (22)致谢 (22)附录 (23)附录1:实物照片说明 (23)【摘要】:目前人们生活水平的不断提高,随身携带式的电子产品也越来越多为了解决续航问题需要一种移动电源。
因此本文设计了一款基于DC-DC升压型移动开关电源的电路,该电路采用聚合物电池电源管理方案实现,能满足5V移动设备的续航要求。
电路中主要由LM2577来控制锂电池充电模块的工作与休眠,实现锂电池电量的显示以及电源输出的开关,同时也控制DC-DC升压电路的工作与否。
该设计主要是实现聚合物电池的充电以及放电。
设计的主要理念是利用单片式开关稳压器LM2576-ADJ 构成Buck 变换器,不稳定直流电压仍采用线性电源方法获得,输出直流电压既保持了线性电源宽范围连续可调的特点,又具有开关电源高效率的优点,电路简单,实用性强。
实现电能的高效率转换。
该移动开关电源具有输出电压纹波小,转换效率高,最高转换效率达到89%,具有良好的性能和负载调整能力。
开关电源最大的应用领域是在通信行业。
近十年来我国通信事业快速发展,通信电源也同步增长。
日本和美国的电子工业和通信业很发达,因此对电源的需求量非常大。
在2000年,由于亚洲通信事业的高速发展,对电源供应和管理电路的需求量在全球市场上的比例升至10%,并且这个比例在今后一段时间还将迅速增长,从而成为世界上最有发展潜力的电源供应市场之一。
【关键词】:DC-DC转换;开关电源;LM2577;移动电源[Abstract] : At present the rising of our living standard, carry a type of electronic products is also more and more in order to solve the endurance problem need a mobile power supply. So in this paper, based on a DC - DC booster type mobile switch power supply circuit, the circuit using polymer battery power management scheme to realize, and can satisfy 5 v mobile devices endurance requirements. The main circuit by LM2577 to control the lithium battery charging modules work and resting, realize lithium battery power display and power output switch, at the same time also control DC - DC booster circuit work or not. This design mainly is to realize polymer battery charge and discharge. Design of the main idea is to use single chip switch regulator LM2576 - ADJ constitute a Buck converter, unstable dc voltage still use linear power supply methods of obtaining, output dc voltage can be linear power supply wide range continuous adjustable characteristics, but also has the advantages of high efficiency switching power supply, circuit is simple, strong practicability. To realize the high efficiency electric energy transfer. The mobile switching power supply has the output voltage ripple is small, high conversion efficiency, the highest conversion efficiency reached 89%, has good performance andload adjustment ability. Switching power supply the biggest application fields are in the communications industry. In the past ten years the rapid development of Chinese communication business, communication power supply and synchronous growth. Japan and the United States of electronic industry and communication industry is very developed, so the power demand is very big. In 2000, due to the rapid development of Asian communication business, the power supply and demand management circuit in the global market proportion to 10 %, and the proportion in the future period of time will be rapid growth, so as to become the world's most development potential of the power supply of the market.[Key words]: DC - DC conversion; Switching power supply; LM2577; Mobile power前言开关电源以其体积小、重量轻、变换效率高被广泛应用于电子设备中。
其电路拓扑有多种形式,无工频变压器的开关电源最具吸引力,但这种电源只适用于输出电压固定或变化范围不大的场合,而不适和要求输出电压幅度变化很大或连续可调的场合。
利用单片式开关稳压器LM2576-ADJ 替代线性稳压串联开关式稳压电源,在电路中只需增加续流二极管和储能电感等几只元器件,使电路更加简洁,除具有线性电源宽范围连续可调的优点外,同时使电源效率得到了大幅度提高,在负载较轻时,不加散热器也能正常工作,又使整机的重量和体积有所减小。
开关电源最大的应用领域是在通信行业。
近十年来我国通信事业快速发展,通信电源也同步增长。
日本和美国的电子工业和通信业很发达,因此对电源的需求量非常大。
在2000年,由于亚洲通信事业的高速发展,对电源供应和管理电路的需求量在全球市场上的比例升至10%,并且这个比例在今后一段时间还将迅速增长,从而成为世界上最有发展潜力的电源供应市场之一。
2004年全球嵌入式DC-DC转换器的出货量约为1.21亿只。
针对这些不同的应用,性能管理、热效能管理等都非常重要。
在第十二届国际集成电路研讨会上也道出中国的半导体消费在未来的几年内仍将保持高速增长,到2010年中国芯片的产值将超过1000亿美元,因此电源管理芯片有极大的发展空间。
中国在电源管理IC方面起步较晚,但是进步相当迅速。
比如国内的圣邦微电子、长运通、美芯等都开始崛起,推出了自己的电源管理IC。
圣邦微电子己经推出的电源管理IC主要针对手持设备,主要是一系列以低功耗、低噪声、高PSRR为特征的芯片;关注的重点也是MP3、MP4、手机等便携式手持设备市场。
台湾地区进军电源管理市场也比较晚,但是近二十年来发展也很快,在2004年台湾前七大电源管理芯片厂商的营收总和比前一年增长了24.4%,占全球电源管理芯片的5.5%。
移动电源早在10年前已经出现,只是一直没有普及和火热起来,主要是前些年电子便携式产品的增长和普及没有现在迅速,移动电源的发展将会推动电池行业的革新,电池电芯将会向高容量、小体积、低污染发展。
而目前数码产品市场的快速增长中伴随着这样的发展趋势:产品功能多样化、显示屏幕大尺寸且彩屏化、机型更加轻薄小巧,但是实现这些特点都会加快电量的消耗,并须减小电池体积。