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一个USB多路电源设计原理

电子工程师 来源:博客园 作者:tony_ning 2020-10-06 16:54 次阅读

需求描述:

USB接口输入5V,分别输出±5V,100mA;3.3V,100mA;1.2V,500mA;四路电源。同时可给锂电池充电,在移除USB输入时锂电池能供电

分析:

首先考虑需要一个充电管理芯片来实现电池充电和后级供电的管理。对于±5V输出,考虑到效率及纹波要求,先经过DC/DC变换进行升压和反压,再通过LDO来稳压。3.3V可以直接使用LDO进行稳压。1.2V由于电流大,所以效率要着重考虑,首选DC/DC,其应用于数字电平,故对于纹波要求稍低,所以可行。

充电管理芯片选择LT公司的LTC4055EUF,其可直接从 USB 端口给单节锂离子电池充电,当输入电源被拿掉时,将自动切换为电池供电,可选的 100mA/500mA 电流限值,等性能可以很好的满足要求,且外围所需器件少是很大的优点。±5V DC/DC选用双通道 1.3A、1.2MHz 升压/负输出转换器LT3471,其输入范围:2.4V 至 16V,可从 3.3V 输入提供 5V/630mA 输出可从 5V 输入提供 12V/320mA 输出,可从 5V 输入提供 -12V/200mA 输出等满足要求,方案选用从5V输入转换到±7V。

然后7V到5V的LDO选用AMS1117,-7V到-5V的LDO选用79L053.3V LDO选用LT1762 ,1.2VDC/DC选用MCP1603

其原理框图如图:

根据芯片的参数进行计算之后的框图如下:

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