《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于中穎SH79F081的電源適配器方案
來源:維庫(kù)開發(fā)網(wǎng)
摘要: 推出了采用SH79F081所設(shè)計(jì)的LCD顯示型電源適配器,。
Abstract:
Key words :

前言
        目前筆記本由以前的高檔消費(fèi)品變?yōu)橥ㄓ孟M(fèi)品,,出貨量超過臺(tái)式計(jì)算機(jī)。而現(xiàn)在上網(wǎng)本更是增大了便攜計(jì)算機(jī)的量,。而不管筆記本還是上網(wǎng)本,,這些計(jì)算機(jī)都需要一個(gè)電源適配器來提供電源。雖然他們?cè)谫?gòu)買的時(shí)候都配置了一個(gè),??墒怯械娜艘?yàn)楸銛y而需要在家里和辦公的地方各需一個(gè),而有的人因?yàn)樵涞倪m配器損壞也需要重新購(gòu)買一個(gè),。這些都導(dǎo)致現(xiàn)在的適配器需求旺盛,。目前的原配適配器都是根據(jù)所配對(duì)的計(jì)算機(jī)功率而輸出固定電壓。一個(gè)筆記本需要一個(gè)對(duì)應(yīng)的適配器,。這樣適配器是不能通用的,。
        目前市場(chǎng)出現(xiàn)了可以用撥動(dòng)開關(guān)來選擇幾個(gè)輸出電壓的電源適配器,。通過撥動(dòng)開關(guān)選擇,可以輸出市面上大部分計(jì)算機(jī)可以適用的匹配電壓,。雖然這種適配器比原裝適配器提供了一定的通用性,,但是他還是有很多的缺陷。
        1:輸出電壓范圍窄,。只能輸出撥動(dòng)開關(guān)設(shè)定的幾個(gè)電壓,,不能匹配絕大部分便攜式產(chǎn)品。
        2:輸出電壓波動(dòng)大,。
        3:輸出電壓不安全,。因?yàn)椴捎玫氖菗軇?dòng)開關(guān),所以任何人都有可能不小心而撥動(dòng)使輸出電壓不匹配而燒壞便攜式產(chǎn)品,。
        4:輸出負(fù)載情況不直觀,。不能體現(xiàn)當(dāng)前輸出電壓電流等參數(shù)。
        鑒于以上,,我們推出了采用我們公司SH79F081所設(shè)計(jì)的LCD顯示型電源適配器,,他彌補(bǔ)了撥動(dòng)開關(guān)電源適配器的缺陷。
        1:輸出電壓范圍寬,??梢詮?2v到24.5v每0.5v一檔輸出。
        2:輸出電壓波動(dòng)小,。輸出電壓在設(shè)定0.3v以下,。
        3:輸出自動(dòng)保護(hù)。在有負(fù)載的時(shí)候,,不能進(jìn)行調(diào)節(jié),。而在空載調(diào)節(jié)所設(shè)定的值自動(dòng)保存,。
        4:輸出電壓同步在LCD顯示,。同時(shí)USB電壓,輸出電流都有同步顯示,。
        5:有過載保護(hù)和恢復(fù)功能,。
 H79F081簡(jiǎn)介
        SH79F081是高速高效的增強(qiáng)型8051兼容單片機(jī)。保留了大部分8051單片機(jī)特性,,同時(shí)進(jìn)行了擴(kuò)展和增強(qiáng),。具體特性如下:
         FLASH ROM:8k; RAM:256內(nèi)部字節(jié)
         振蕩400K-12M,,內(nèi)部集成RC振蕩12M
         25個(gè)CMOS雙向IO,,4個(gè)可選擇開漏,集成上拉電阻
         3個(gè)定時(shí)器
         1組12bit互補(bǔ)PWM,,2組8bit互補(bǔ)PWM
          8信道10bit ADC,,內(nèi)建比較功能
          增強(qiáng)型UART
          SPI主/從模式接口
          低電壓復(fù)位,,WDT
           28pin SOP
           芯片封裝如下:

方案設(shè)計(jì)
        該電源適配器第一版采用的是SH79F081+3843/7575控制方案實(shí)現(xiàn)。在DC輸入情況下,,3843負(fù)責(zé)升壓PWM控制,,SH79F081根據(jù)采樣電壓給3843提供反饋。在220v AC情況下,,7575負(fù)責(zé)降壓PWM控制,,同樣SH79F081根據(jù)采樣電壓提供7575反饋控制。而USB端采用的是固定的34063輸出5v控制,,這個(gè)不需要mcu控制,,只需要采集usb輸出電壓后顯示即可。而顯示部分采用芯片IO仿真LCD顯示,。
         下面分電路模塊來分析:

          DC部分

         DC部分是將輸入的直流12V通過3843 PWM控制,,升壓輸出到設(shè)定的電壓值??刂圃硎峭ㄟ^控制3843的電壓反饋端,,讓3843自動(dòng)調(diào)整PWM。而mcu部分根據(jù)當(dāng)前輸出電壓值和設(shè)定值比較,,控制反饋給3843電壓反饋端的反饋值,。

        AC部分

          AC部分其實(shí)是一個(gè)開關(guān)電源。原理也是通過7575的電壓反饋端來控制輸出電壓,。

         USB部分

         USB部分是采用34063芯片,。通過管腳5上的電阻分壓,設(shè)定固定輸出5v即可,。
         MCU控制PWM部分
         SH79F081通過采集當(dāng)前輸出電壓AD值,,跟設(shè)定值比較,然后PWM口輸出一定占空比的PWM波形,,通過濾波后形成一定電壓的直流波形,,提供給PWM控制芯片反饋端控制。PWM輸出控制部分,,分兩路實(shí)現(xiàn)控制,,一路輸出到DC部分的3843電壓反饋端實(shí)現(xiàn)DC升壓控制;一路輸出到AC部分的TL431部分,,通過改變光耦的電流來實(shí)現(xiàn)死循環(huán)控制調(diào)節(jié)PWM,。
         LCD顯示

        LCD顯示采用的是IO仿真LCD驅(qū)動(dòng)。同時(shí)按鍵部分跟LCD共享IO,。要注意的是上述的電阻值需要根據(jù)對(duì)應(yīng)的LCD調(diào)整,。太大的話可能會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)波形變形而顯示效果不好。
        電流采集

        因?yàn)樾酒?0bit高精度AD,所以方案中我們采用了一個(gè)小電阻直接采集電流模式,。為了防止消耗,,同時(shí)也為了能夠精確采集到電流,我們采用了25毫歐的功率電阻,。
        MCU外圍設(shè)置

         SH79F081利用3路AD來采集當(dāng)前輸出電壓,,輸出電流,USB輸出電壓,。根據(jù)當(dāng)前AD值來進(jìn)行對(duì)應(yīng)的控制,。同時(shí)有背光控制,PWM輸出控制等,。
         后續(xù)
         以上第一版電源適配器的PWM控制都是采用的外部PWM芯片而沒有利用SH79F081的PWM模塊,,所以我們第二版的電源適配器采用的是芯片內(nèi)置PWM模塊。只有在AC部分還是采用7575控制,。這樣可以節(jié)省一個(gè)DC PWM控制的3843及對(duì)應(yīng)的外圍器件,,同時(shí)節(jié)省一個(gè)USB PWM控制34063及對(duì)應(yīng)的外圍。這樣升級(jí)后,,可以減少BOM器件,,減小PCB尺寸,同時(shí)降低功耗提升轉(zhuǎn)換效率,。

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