移动电源预览版原理图出炉，热乎乎的，请大家讨论/拍砖。
本帖最后由 gzhuli 于 2013-7-10 04:00 编辑无论哪部分都可以讨论，都可以提问题。
主要部分元件：
MCU：STM8L152C6T6
库仑计：BQ27510DRZ（I2C通讯）
显示：悠景科技 UG-2864HSWEG01( 白色),0.96" OLED
固定5V-USB输出：LT1700+Si4403CDY/Si4866DY
5V-USB接口控制：TPS2543（多种设备模式切换）
多电压输出：FP5139+Si4442DY+74LCX06（选电阻）
充电控制，电池供电切换控制：Si4403CDY（用MCU控制）
今天试了用运放闭环控制多电压控制电路，总是会有震荡，无论是低速的358还是速度快点的TL062（正负电压供电）都无法彻底解决。
目前还是用电阻选，暂定这几个电压：4.5，5，6，7.5，9，12，15，最终如何确定还得看大家讨论的结果。
今天太晚了，不多写了。
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231楼更新的原理图（改为SEPIC结构）：
attach://122963
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120楼更新的原理图：
SEPIC结构电路还未验证，所以未改。
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46楼：
加了注释的原理图：
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第一版原理图：
睡前用手机进来坐下沙发 睡前留名，明天周末早早起来欣赏和学习。
楼主辛苦了，睡个好觉吧。 {:lol:}好，好，好 楼主3.3v搞个出来行吗？个人觉得3.3v较常用。 睡前留名，辛苦了。 太好了，先睡觉喽。 一大早就看到好消息. 这个要顶，先出去下，一会回来好好学习学习 打靶中，看到重大消息，打完回去马上学习 打靶中，看到重大消息，打完回去马上学习 太菜看不懂，学习学习 清晨手机顶贴，待会看看去。 工作量很大，支持一下。 大清早的~~睡眼惺忪 同样建议希望能留个3.3V的出来～ 一大早就看到好消息. {:lol:}留个脚印，下来看看 U8最好换成TLV2254，应该比较好。 TLV2254参数 大清早看到好消息。lz辛苦了 好消息，下载学习下，lz辛苦了 哈哈 好消息，下载学习下 我只想说。。。PCB还放得下不。。。 搬运工：
STM8L152C6T6就不传了吧
小白，看不懂啊
只能慢慢啃了 原理图非常漂亮！！
正在学习中………… 认真学习一下； 辛苦了 {:smile:} 必须顶！学习ing 支持，顶一下lz。 老陈能不能对原理图做一下说明呢？
1.Q1，Q2应该是锂电池保护mos，我猜想一个是charge，一个是discharge，但是后面为什么boost的供电直接从电池两端引出呢？
2.充电是需要恒流的，这个怎么恒流呢?
3.电池到LTC1700的boost经历的很多个mos，每增加一个mos效率就降低一点，到最后LTC1700的效率优势全部没有了
4.LM324的Voffset那么大，用来放大10毫欧上的电压，不知知道效果会怎样。 先顶个贴，再慢慢看 最后还是放弃了TPS43000哇 本帖最后由 my_avr 于 2013-6-29 12:18 编辑
画了个框图，大伙看对不对 顶贴，原理图下载学习中 my_avr 发表于 2013-6-29 12:13
画了个框图，大伙看对不对
不错，是这 个意思，
我正在写工作原理描述。 deadline2012 发表于 2013-6-29 11:10 static/image/common/back.gif
老陈能不能对原理图做一下说明呢？
1.Q1，Q2应该是锂电池保护mos，我猜想一个是charge，一个是discharge， ...
趁老陈不在, 我试着回答, 卖弄一下
1.Q1，Q2应该是锂电池保护mos，我猜想一个是charge，一个是discharge，但是后面为什么boost的供电直接从电池两端引出呢？
答: Q1,Q2 是充电的MOS. 因为这个型号的mos内置了二极管.
2.充电是需要恒流的，这个怎么恒流呢?
答: 横流用单片机和库仑计配合控制.
3.电池到LTC1700的boost经历的很多个mos，每增加一个mos效率就降低一点，到最后LTC1700的效率优势全部没有了
答:其实就是两个喽,主要是为了实现边冲边放, 电源来自电源输入而不是电池.如果说为什么不省掉Q14, 原因同问题1.
4.LM324的Voffset那么大，用来放大10毫欧上的电压，不知知道效果会怎样。
答:用来测量输出电流, 基本上是保护用途, 不用高精度. 当然也可以换贵运放. 1. 没把FP5139接成SEPIC而输出3.3v, 是因为效率考虑吗, 还是其他什么?
2. 调压那块如果不计成本用数字电位器代替电阻和模拟开关应该可以省下空间. 用了9个so-8的mos,对pcb布板有点压力.细节还未仔细学习,先学习先 从芯片手册看起 rainbow 发表于 2013-6-29 12:22 static/image/common/back.gif
不错，是这 个意思，
我正在写工作原理描述。
建议把OLED接成SPI, 一来可以提高刷屏速度,比如显示整幅logo, 二来, 尽量不要和库仑计共用, 因为库仑计承担了检测电池电压,电流的重要任务,
共用的话, 比如在充电时, 要一直检测电流电压, 遇到显示更新, I2C还有分心去显示, 虽然逻辑上不冲突, 等一下也来得及, 但要为可靠性考虑.
三来, 为了库仑计数据的可靠性, I2C的速率不能太高. 但为了显示, 又想让I2C速率提高.而且OLED和库仑计的I2C数据格式都不一定一致.
多了2个管脚, 好像管脚不够用了? chengjia535 发表于 2013-6-29 12:26 static/image/common/back.gif
趁老陈不在, 我试着回答, 卖弄一下
1.Q1，Q2应该是锂电池保护mos，我猜想一个是charge，一个是discharge ...
Q1和Q2的通路是充电，那么只要一个mos足以。
LTC1700的电流通路。电池 -->Q9-->Q14-->LTC(两个MOS)--->10毫欧采样电阻--->电池。假设每个mos也是10毫欧的内阻，那么整个通路有40毫欧的电阻。 chengjia535 发表于 2013-6-29 13:24 static/image/common/back.gif
建议把OLED接成SPI, 一来可以提高刷屏速度,比如显示整幅logo, 二来, 尽量不要和库仑计共用, 因为库仑计承 ...
库仑计，库仑计数器每秒更新一次，电池电压数据每秒更新8次，数据量相当小，不用一直去读。
是因为引脚数量不够了，OLED就用了IIC模式。
400KHz的时钟，理论数量为50Kbyte/S，开始、停止、应答’、地址、指令还有延时，算有效数量为20Kbyte/S，OLED一屏的数据量为1024字节，就算你刷屏的数据为20Hz，总线负载量约为50%，所以我觉得速度不是什么问题。
chengjia535 发表于 2013-6-29 12:31 static/image/common/back.gif
1. 没把FP5139接成SEPIC而输出3.3v, 是因为效率考虑吗, 还是其他什么?
2. 调压那块如果不计成本用数字电位 ...
SEPIC的输出电流我测试了一下，做不了多大，输出5V时，1A负载就不能直接启动，如果更高电压可想而知，实用性不高。 本帖最后由 chengjia535 于 2013-6-29 13:51 编辑
deadline2012 发表于 2013-6-29 13:30 static/image/common/back.gif
Q1和Q2的通路是充电，那么只要一个mos足以。
LTC1700的电流通路。电池 -->Q9-->Q14-->LTC(两个MOS)--->1 ...
1. Q1和Q2的问题你没看清楚吧, 这个MOS里有二极管, 你说1个MOS可以充电固然没错, 但是不能反向放电吧?
2. LTC的两个MOS还有10毫欧的电阻就没有必要再拿出来说事了吧, 至于Q9, Q14, 真要删也只能删Q9, 因为有待机功耗的要求.而且删了之后为了实现边冲边放, 还要个二极管的, 二极管的压降可就不是10毫欧的概念了.
最后, 如果非要算效率: 每多10mr, 按0.5A算, 耗散功率为5mw.输出功率为5v*0.5A = 2.5W, 这个不影响效率吧? chengjia535 发表于 2013-6-29 13:24 static/image/common/back.gif
建议把OLED接成SPI, 一来可以提高刷屏速度,比如显示整幅logo, 二来, 尽量不要和库仑计共用, 因为库仑计承 ...
库仑计内部自己做电流积分，I2C只是读积分结果，又不是读瞬时电流由MCU来积分，读快读慢都不会影响精度。 rainbow 发表于 2013-6-29 13:41 static/image/common/back.gif
SEPIC的输出电流我测试了一下，做不了多大，输出5V时，1A负载就不能直接启动，如果更高电压可想而知，实 ...
理解, 本来还想给你建议用反向输出拓扑的, 因为没有SEPIC的电容了, 功率应该可以做大, 但是反馈电阻那里成了负压, 我又想不通了, 呵呵 rainbow 发表于 2013-6-29 13:41 static/image/common/back.gif
SEPIC的输出电流我测试了一下，做不了多大，输出5V时，1A负载就不能直接启动，如果更高电压可想而知，实 ...
低压大电流SEPIC那个耦合电容的ESR非常关键，用多个OSCON并联试试。 Si4403CDY，Vgs=2.5V时，Ron为0.0155，4.5V时，Ron为0.0125，这里实际工作中约为2.5-4V，所以可以近0.015欧姆来算，两个串起来就是0.03欧姆。电池电流为10A时压降为0.3V，每个管子热功率约1.5W。
Si4866DY这个N管Ron小一点，Vgs=2.5V时为0.006，4.5V是为0.0053，工作中约为0.005。
要注意一下MOS管内部的那个二极管，当二极管负极为DC输入时，充电时没有问题，要考虑的时没有接DC输入时，电池的电是可以通过这个二极管出来的，如果用适配器器时也是没有问题的，如果你是用电脑的USB来充，电脑关机后，电池给USB接口加电，1是不敢保证不对电脑有不良影响，2是电池的电又出来了。
gzhuli 发表于 2013-6-29 13:55 static/image/common/back.gif
低压大电流SEPIC那个耦合电容的ESR非常关键，用多个OSCON并联试试。
我测试的时候是用的一个X2安规电容试的，手上只找到这个，是CBB类的。 gzhuli 发表于 2013-6-29 13:53 static/image/common/back.gif
库仑计内部自己做电流积分，I2C只是读积分结果，又不是读瞬时电流由MCU来积分，读快读慢都不会影响精度。 ...
这个是的, 和精度没关系.
这个库仑计也要检测电流和电压的, 我不是指容量计算, 是说充电和放电时的保护.
我主要想表达的是可靠性问题,比如我说的速率用100k还是400k的问题, 虽然400k也不会不稳定.
还有, 我之前用过一些国产的i2c芯片, 用硬件i2c调不通, 因为不是标准的i2c. 这个oled和库仑计我看看先. 耦合电容用CBB?{:sweat:} chengjia535 发表于 2013-6-29 12:26 static/image/common/back.gif
趁老陈不在, 我试着回答, 卖弄一下
1.Q1，Q2应该是锂电池保护mos，我猜想一个是charge，一个是discharge ...
说的很对，最后那个324，图中加了R65/70/75电阻（我把它称作“偏移补偿电阻”），线性接近完美，实际已经测试过，接的是101倍放大，输入信号为0.1mV（1mA电流经过0.1欧电阻），输出为10.x mV左右（17B量的，最高只有这个精度了，可能有误差）。 chengjia535 发表于 2013-6-29 14:02 static/image/common/back.gif
耦合电容用CBB?
手上没有其它能用的啦。 本帖最后由 gzhuli 于 2013-6-29 14:10 编辑
rainbow 发表于 2013-6-29 13:57 static/image/common/back.gif
我测试的时候是用的一个X2安规电容试的，手上只找到这个，是CBB类的。
安规电容的容量不够吧？用两三只10uF MLCC并联试试？
那个电容要承受极大的RMS电流，不要用普通电解电容，很容易炸的，必须用低内阻固态电容或者MLCC，而且容量不能太小。 加了注释的原理图：
本帖最后由 rainbow 于 2013-6-29 14:25 编辑
gzhuli 发表于 2013-6-29 14:08 static/image/common/back.gif
安规电容的容量不够吧？用两三只10uF MLCC并联试试？
那个电容要承受极大的RMS电流，不要用普通电解电容 ...
手上没货啊。{:sad:}
2.2uF的，IC是TPS55340
FP5139我还没接成SEPIC电路。 rainbow 发表于 2013-6-29 14:13 static/image/common/back.gif
手上没货啊。
用10uF的陶瓷电容也比CBB好吧?瓷片电容有没{:cry:} chengjia535 发表于 2013-6-29 14:25 static/image/common/back.gif
用10uF的陶瓷电容也比CBB好吧?瓷片电容有没
有，但耐压不够啊，6.3V的。顶不住。 要不先试试3.3v的电流和效率, 可以的话, 买吧!个人很期待3.3v到12v{:shy:} rainbow 发表于 2013-6-29 14:26 static/image/common/back.gif
有，但耐压不够啊，6.3V的。顶不住。
看来我们要同样的仿真器,同样的接口,哈哈{:hug:}
D1,D2是否可以合并成1个单向TVS，可以省点空间 chengjia535 发表于 2013-6-29 13:44 static/image/common/back.gif
1. Q1和Q2的问题你没看清楚吧, 这个MOS里有二极管, 你说1个MOS可以充电固然没错, 但是不能反向放电吧?
2. ...
谢谢你的回答，基本清楚这么设计的原理了。
再问一个问题，Q1和Q2的位置可以互换吗？ 我仔细看了一遍原理图, 佩服老陈啊. 在我看来几乎完美.可以呼唤pcb负责人newidea了,做做封装库, 大致布局了.
他好像用的是protel99se,谁可以帮忙转换一下? rainbow 发表于 2013-6-29 14:09 static/image/common/back.gif
加了注释的原理图：
来晚了，下载学习。 deadline2012 发表于 2013-6-29 14:54 static/image/common/back.gif
谢谢你的回答，基本清楚这么设计的原理了。
再问一个问题，Q1和Q2的位置可以互换吗？ ...
呵呵, 我认为完全可以, 而且最好互换位置.等老陈权威回复 rainbow 发表于 2013-6-29 14:26 static/image/common/back.gif
有，但耐压不够啊，6.3V的。顶不住。
老陈, 被deadline2012一说, 我感觉你的Q2接错了啊, 有两个问题:
1. Q2充电时时长通的, 应该放到前面
2. Q2上拉电阻接错了吧 airbox 发表于 2013-6-29 14:49 static/image/common/back.gif
D1,D2是否可以合并成1个单向TVS，可以省点空间
这个完全可以。我画图的时候也有想到，只是觉得双向的可能比较好买，手上也有。 目前发现原理图有几处错误：
1、OLED通讯电平问题
OLED的电源电压是BT+，即3.7V，STM8L电压是2.5V，不能满足OLED的通讯要求（高：0.8Vdd，低：0.2Vdd）
2、库仑计的SRN和SRP是否接反了？
3、原理图第二页，S_DCIN和S_BT标号反了
VBAT 只是升压, vdd才是电平的, 应该没有问题 chengjia535 发表于 2013-6-29 15:13 static/image/common/back.gif
VBAT 只是升压, vdd才是电平的, 应该没有问题
OK，看漏了，确实如你所述，没问题。 chengjia535 发表于 2013-6-29 14:55 static/image/common/back.gif
我仔细看了一遍原理图, 佩服老陈啊. 在我看来几乎完美.可以呼唤pcb负责人newidea了,做做封装库, 大致 ...
其实目前的MCU供电方式有问题。
如果电池电压过低时，就算DC输入接上，整个系统就无法工作了。
想想还是不能省，再加个LDO吧，DC输入与电池都能供电。 my_avr 发表于 2013-6-29 15:10 static/image/common/back.gif
目前发现原理图有几处错误：
1、OLED通讯电平问题
OLED的电源电压是BT+，即3.7V，STM8L电压是2.5V，不 ...
确实反了，马上改过来。 my_avr 发表于 2013-6-29 15:17 static/image/common/back.gif
OK，看漏了，确实如你所述，没问题。
后两个问题确实需要改一下 rainbow 发表于 2013-6-29 15:21 static/image/common/back.gif
其实目前的MCU供电方式有问题。
如果电池电压过低时，就算DC输入接上，整个系统就无法工作了。
是不是不用再加LDO, 在库仑计的REGIN那里, 加二极管, bat和vin都接入即可? rainbow 发表于 2013-6-29 15:21 static/image/common/back.gif
其实目前的MCU供电方式有问题。
如果电池电压过低时，就算DC输入接上，整个系统就无法工作了。
可以把Q1、Q2设计为当MCU控制信号为高阻时，默认接通。
即电池电压低时，MCU不工作（IO口为悬空），这两个管子是接通的，当接上5V电源时，系统即可恢复工作。 这个是不是老莫说的激活键的功能? 本帖最后由 deadline2012 于 2013-6-29 15:46 编辑
chengjia535 发表于 2013-6-29 15:03 static/image/common/back.gif
老陈, 被deadline2012一说, 我感觉你的Q2接错了啊, 有两个问题:
1. Q2充电时时长通的, 应该放到前面
2. Q ...
Q8和Q9内部有二极管，这样后面的电路必然从电压高的一路取电，电流始终从DC_IN(5V，就算经过二极管电压也有4.3V，肯定比锂电池的4.2V大啊)流入啊，起不到供电自由切换的功能啊。
我的建议是Q8和Q9的源和漏对调 deadline2012 发表于 2013-6-29 15:35 static/image/common/back.gif
Q8和Q9内部有二极管，这样后面的电路必然从电压高的一路取电，电流始终从DC_IN(5V，就算经过二极管电压也 ...
在输入5V时, 没必要切换, 一直用5v供电就行.
从功能上说, 接2个二极管就大功告成了, 但是二极管无法切断, 待机电流不能控制.
不过, 你说的也有道理, 好像更灵活一点, 不过要Q8,Q9,Q14都对调 印象很久前讨论的时候莫生提出有个LED手电筒的功能 是不是后面的讨论中放弃了呢？
不好意思 俺上网时间有限 没有能cover到所有的讨论呢 chengjia535 发表于 2013-6-29 15:26 static/image/common/back.gif
是不是不用再加LDO, 在库仑计的REGIN那里, 加二极管, bat和vin都接入即可?
这个要试试，按资料来看，是可行的。
BAT脚是电池正，REGIN是LDO的输入。 chewy 发表于 2013-6-29 15:53 static/image/common/back.gif
印象很久前讨论的时候莫生提出有个LED手电筒的功能 是不是后面的讨论中放弃了呢？
不好意思 俺上网时间有限 ...
仔细看看原理图哦, 有的. 本帖最后由 chewy 于 2013-6-29 16:03 编辑
chengjia535 发表于 2013-6-29 15:56 static/image/common/back.gif
仔细看看原理图哦, 有的.
额 不好意思
因为自己盘算着 LED的发光应该电源部分去了 只猫着电源电路去了的抱歉抱歉。。。 chengjia535 发表于 2013-6-29 15:50 static/image/common/back.gif
在输入5V时, 没必要切换, 一直用5v供电就行.
从功能上说, 接2个二极管就大功告成了, 但是二极管无法切断 ...
老陈说了，如果外部适配器电流不够的话，就切换到电池，不是一直用外部的电源。 chengjia535 发表于 2013-6-29 15:52 static/image/common/back.gif
不过, 你说的也有道理, 好像更灵活一点, 不过要Q8,Q9,Q14都对调
如果他们一起对调，那么当开FP5139的时候就必须开LTC1700，所以我觉得只要8，9的换一下 deadline2012 发表于 2013-6-29 16:01 static/image/common/back.gif
如果他们一起对调，那么当开FP5139的时候就必须开LTC1700，所以我觉得只要8，9的换一下 ...
日了, 我错了. 讨论了半天, 老陈的图是正确的. 8,9 也没法对调, 如果对调的话, vin就把电池搞炸了. 本帖最后由 deadline2012 于 2013-6-29 16:24 编辑
chengjia535 发表于 2013-6-29 16:10 static/image/common/back.gif
日了, 我错了. 讨论了半天, 老陈的图是正确的. 8,9 也没法对调, 如果对调的话, vin就把电池搞炸了. ...
是啊，我也恍然大悟，mos管子的二极管博大精深啊！！
但是电路还是存在一个缺陷就是，在充电的时候DC_IN和BAT+都通过一个二极管给后面的电路供电，而且电流必然从DC_IN过去，这样的话如果遇到电流小的适配器就要XX了。
我的改进建议是在Q8和DC_IN之间再加一个PMOS，源和漏的方向要和Q8相反 这个问题说白了就是保护适配器的电路是我们做还是适配器自己带. 坏就坏在MOS管子只能关一个方向，如果有四端口的MOS，然后控制衬底的电压就没有这么麻烦了。 deadline2012 发表于 2013-6-29 16:18 static/image/common/back.gif
是啊，我也恍然大悟，mos管子的二极管博大精深啊！！
但是电路还是存在一个缺陷就是，在充电的时候DC_IN ...
MOS不一定都有 BODY DIODE 的 chengjia535 发表于 2013-6-29 16:27 static/image/common/back.gif
MOS不一定都有 BODY DIODE 的
有什么型号的mos不带body diode呢？据我所知，在平面工艺中MOS管子的bodydiode是寄生的，不可以消除，我不知道在其他工艺里面是怎么处理的。 deadline2012 发表于 2013-6-29 16:18 static/image/common/back.gif
是啊，我也恍然大悟，mos管子的二极管博大精深啊！！
但是电路还是存在一个缺陷就是，在充电的时候DC_IN ...
这个有办法，电池要通过一个小的Pmos供给REGIN，当无DC输入时，PMOS导通，电池供电，当有DC输入时，PMOS关，PMOS的二极管在REGIN位置，不会流到BAT+。 deadline2012 发表于 2013-6-29 16:32 static/image/common/back.gif
有什么型号的mos不带body diode呢？据我所知，在平面工艺中MOS管子的bodydiode是寄生的，不可以消除，我 ...
不带Body Diode的也有，所我所知大部分都叫J-FET，工作电流都比较小。 顶帖下{:lol:}，不知道pcb板布的下步， rainbow 发表于 2013-6-29 16:36 static/image/common/back.gif
不带Body Diode的也有，所我所知大部分都叫J-FET，工作电流都比较小。
J-FET不属于MOS 垂直沟道的MOSFET都带body diode，也只有垂直沟道才能做到低内阻，所以不用想没有body diode的问题了。