3-INPUT便攜式設備電源的設計與制作

一、設計思路

　　本文介紹一種通用性較強、成本低廉的便攜式電源系統設計與制作，系統具有兩種供電模式，可采用外接電源供電，也可由內置鋰電池供電，系統最終輸出電壓均為3V，兩者同時存在時，優先選擇外接電源供電。具有兩種外接電源接口，電源適配器和USB 接口，兩者同時使用時，電源適配器具有優先權。本系統可廣泛應用于各種便攜式設備，有較強的實用性和較好的市場前景。

　　電源模塊外形封裝如圖1。

圖1 電源模塊

　電源系統原理框圖如圖2，由輸入選擇電路選擇外接電源的供電方式，電源輸入的電壓值為4.5~6 伏，有外接電源時，直接經3.3V 穩壓器穩壓后輸出，如果電池電量不足時，同時通過鋰電池充電電路對鋰電池進行充電；沒有外接電源時，由鋰電池供電，經3.3V低壓差線性穩壓器穩壓后輸出，供電選擇電路根據是否有外接電源，選擇由外接電源供電或者鋰電池供電。
　
圖2 原理框圖

　　二、電路設計

　　1. 輸入選擇電路

　　輸入選擇電路用以實現對外接供電電源的選擇，本設計中采用目前主流的USB 供電以及電源適配器供電兩種方式，以適應不同的供電環境，外接電源的供電電壓需在4.5V~6V 之間，當兩者共同存在時，適配器具有優先權，具體實現方法如圖3，分以下三種情況：

圖3 輸入選擇電路

　　●只有電源適配器供電，PMOS 管截止，輸入電壓經D1 降壓后，給后級電路供電，D1 采用肖特基二極管，導通壓降約為0.3V ；

　　●只有USB 供電，PMOS 管導通，D1 用于防止USB 接口通過電阻R2 消耗電能；

　　●兩者同時存在，PMOS 管截止，電源適配器輸入電壓經D1 降壓后，給后級電路供電。