便携电源管理策略和技巧

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　　电源管理是指如何将电源有效分配给系统的不同组件。电源管理对于依赖电池电源的移动式设备至关重要。通过降低组件闲置时的能耗，的电源管理系统能够将电池寿命延长两倍或三倍。电源管理技术也称做电源控制技术，它属于电力电子技术的范畴，是集电力变换，现代电子，网络组建，自动控制等多学科于一体的边缘交叉技术，先进已经广泛应用到工业，能源，交通，信息，航空，国防，教育，文化等诸多领域。

　　节能需求的不断提高，数字技术的不断进步，分体式电源结构的日益增加和电子设备必须遵守强制能效规范的要求，连同便携式装置的小型化，多功能的发展趋势是电源管理技术发展的原动力。

　　Q1：请问滤波电容大小的选择应如何计算？

　　A1：一般来说， 选择输出滤波电容主要是为了获得好的滤波效果，输出电压的纹波与芯片的工作方式以及工作原理有关，单相和多相的计算方法是不同的。举例来说，假如使用LTC3406B芯片，△Vout≈△IL， 其中，△Vout是输出电压的纹波，△IL是电感的纹波电流，ESR是输出滤波电容的内阻，f 是DC/DC的开关频率， Cout是输出滤波电容的容值。 通过该公式，可以方便地计算出需要的电容参数。

　　Q2：你好我想问一下耦合电容的选取原则，是不是要根据输入电阻和输出电阻，具体应怎么样？

　　A2：请注意在开关电源的设计中，输入电容和输出电容常常包括两类电容，分别起不同的作用。一类起减小输入输出纹波的作用，一般容值较大，容值的选取与纹波的要求以及电源的开关频率和设计有关。另一类电容是高频耦和电容，一般容值较小，要求尽可能靠近芯片。其容值的选取与要滤除的可能干扰信号的频率和幅度有关。

　　Q3：我的设计是用四节镍氢可充电电池来做手持设备的电源，期望能作到“浮充，体统所需的输出电流为500mA左右。

　　A3：我相信这位朋友需要三组电路：（1）镍氢电池充电电路；（2）电池，市电源通道选择电路及；（3）升降压电源电路以供应5V 500mA系统。

　　① 镍氢电池充电电路，视乎这位朋友的充电要求可分为开关型或线性充电。线性充电成本较低，但热量损耗较大。但要提醒这位朋友，5V市电源并不是太理想。因为他要为4节电池充电，电池充饱后电压也接近5V，因此如要有效控制成本，我会建议利用6V电源。

　　② 通道选择电路比较简单，MOSFET是一个不错的开关选择。只要利用MOSFET及二极管及少许外加电路，并不难实现。

　　③ 升降压电源，我会建议做一个SEPIC电路。这可能会是成本效益的了。SEPIC电路可利用一个2A左右Boost Converter，如LT1935来实现。

　　Q4：现在电源管理芯片一方面向高集成化发展，如手机上的专用PMIC，及LTC3455。另外随着产品功能的增加，对电源管理有新的需求，专有PMIC 或ASSP 无法满足新的需求，需外接其它电源管理芯片。那些功能可以集成到单芯片 ，如何平衡这些需求？

　　A4：对于电源管理芯片来说，可以集成到单芯片的功能除了DC/DC外， Charge Pump，LDO，电压比较器，热插拔控制器，电量检测，Power Path等功能都可以集成到一个单一的芯片中去。

　　Q5：我现在要用镍氢电池搭建一个给单片机供电的系统，电池1-3节，请问有什么好的方案，在待机时功耗比较低。

　　A5：以我的经验，单片机的工作电压大部分是5V或3.3V ， 因此，我建议你使用2节镍氢电池供电，采用升压芯片把电压升到3.3V 或5V即可。推荐使用Linear的LTC3400ES6, 静态电流20uA，2.4V 输入3.3V输出时效率为92% ，启动工作电压0.85V, 外部只需要两个电阻，两个4.7uF陶瓷电容和一个4.7uH电感。

　　Q6：需要设计一个电路，将4-20mA的电流信号转化为-10v-+10v的电压信号输出，不知是否可以推荐一下合适的芯片？

　　A6：常用的设计方法是，将该电流信号通过一个低值电阻，将该电阻的取样信号放大后，通过运放可将该信号转化为－10V～＋10V的输出，关于运放的选择，与你的要求相关，例如要求的Vos, 运放的耐压，频率响应范围等。

　　Q7：有没有可以支持单节锂电池工作电压范围的2.7~4.2V转为6.5V的效率较高、噪声尽量小的产品，输出电流需要大于350mA，不需要隔离。我已经试过LT3458，但是噪声稍微偏大了一些，效率在输入电压进入3.5V以下后也比较低。还有更好的对应实现方法么？顺便问一下开关电源的噪声使用什么方法可以在较小的体积下将噪声降到50uV以下？

　　A7：除了LT3458，还可以尝试一下LT3467，但是，不管哪一种开关电源，输出电压的噪声很难直接做到50uV以下，如果要将噪声降到50uV以下，1、可以加滤波器；2、可以使用一个低噪声的LDO二次变压，但是需要将DC/DC的输出电压调高一些。

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