Pg电子平台：电源管理模块
370V的输入电压范围，频率有47～400Hz选择，常规一般为50／60Hz。因
摘 要 随着国民生活质量的不断提高，电子产品更新换代的速度也越来越快。通讯产品中的电源动力系统一直是开发者关注的重点，也是用户选择智能手机的关键选项，因此对智能手机电源管理模块的设计分析是十分必要的。
手机行业的发展变化可谓是日新月异，近年来肉眼可见的黑白屏到彩色屏、仅有通话功能到目前的各种实用应用，都是智能手机功能进步的体现。然而这些复杂功能的实现都是需要稳定的电源系统作为支持的，因此开展电源模块的电压以及效率设计管理是为智能手机的良好发展前景奠定基础。
智能手机的设计过程是设计师明确消费者对设备要求下进行的，因此需要从体积、重量、续航时间上等多方面进行详细考虑。智能手机体积的缩小处理是针对系统集中功能和元件封装技术的体现，因此需要考虑到减小PCB板后产生的各种影响。在体积和重量都有限制的情况下，提高电池的容量和密度是最佳的创新选择，同时注重电源系统在工作状态下的转化频率，也是处理续航时间的主要方案。由此可知，电源管理模块的转化率和能耗是手机改革重点，手机厂家需要从电能转化的效率和电源的使用效率两方面提高设备的科技含量，制造出具备高性价比和满足消费者需求的优势产品。
市面上很多电子产品需要根据实际功能调节出不同电压的电源，也就意味着电池在供电的同时还需要根据芯片迅速转换电压，转换期间的功率损耗也应当保持在规定范围之内，同时该电源模块还需要维持电源的充电安全。这样的新型电源模块电路被称作是电源管理单元，英文缩写为PMU，是为提高电源转化效率和降低能耗的电源管理方案。PMU的构架分为集中式和分布式，但是二者共同存在的几率很小，设计者需要在系统划分之初决定好使用哪种方案。集中式是仅执行PMU附近的单一处理器进行电压调节和电源切换工作，而分布式系统则是作用于每一个电源子系统上。二者的选择重点是从智能手机应用的数量和响应速度的要求，同时还要考虑到电源模块管理过程中的间隔距离。通过比较来看，PMU分布式的方案较集中式的灵活一些，只需要在系统之间加入一根电源轨，作为所有外围的电源连接线，那么每一个外围电龙源期刊网
手指康复机器人的数字电路部分需要直流电源供电，故电源管理模块首先采用的开关电源将220v的交流电转换为直流电压，再利用低压线性稳压器为各个子模块供电。
为了避免模拟信号与数字信号地相互干扰，将交流电压转换为两个独立的直流电源，再分别为模拟电路和数字电路的电源供电。电源管理系统拓扑结构如下：
① +12V转+8V采用的是LM7808，这是一块三端集成的稳压电路，能够准确的降压到+8V。电路两端的电容作用都为滤波，用来平滑电压与提高抗干扰能力。其中输出端并联220uF/25V的电解电容，它自谐频率小，可以起到储能滤波的功能，消除低频干扰。但是由于大电容的电解电容自身存在一定的电感，对于高频信号以及脉冲干扰信号无法有效滤除，故并联一个或几个容值比较小的陶瓷电容，以达到滤除高频干扰信号的作用。
② +12V转-8V采用NE555芯片，这是一款将模拟功能和逻辑功能很好的结合在一起的芯片，应用的范围十分广泛。
其内部结构如上，当NE555的第三脚输出高电平，通过D1向C1充电，电压可达11V。当NE555输出为低电平时，D1被C2反偏截止。C2向C3转移电荷，重复多次后C3电压达8V，相对地线V采用的是开关型集成稳压芯片LM2596，它内含固定频率振荡器,以及基准稳压器，并具备完善的保护电路、热关断电路、电流限制等。
④ +5V转+3.3V采用LM1117-3.3，这也是一款低压差线性稳压器，输入电压只要在允许范围内，它的输出电压都可以稳定在一个电压。
摘要本文以全国大学生“飞思卡尔杯”智能汽车竞赛为背景。设计、控制平台主要包括电源管理模块和电机驱动模块，并提出一套可行的设计方案。关键词智能汽车竞赛；电源管理模块；电机驱动模块中图分类号ＴＰ２文献标识码Ａ文章编号２０９５—６３６３（２Ｏ１５）０９—００３２—０２
足培养、重在参与、鼓励探索、追求卓越”为宗旨，鼓励创新的一项科技竞赛。以飞思卡尔半导体公司的微处
理器为核心，通过自主设计传感器、电源管理模块、电机驱动模块和编写控制程序，制作一个能按照比赛规则
根据调整管的工作状态，直流稳压电源分为线性稳压电源和开关稳压电源。线性稳压电源通过采样、反
馈等方式来控制调整管的导通程度，其输出电压文波比较小、工作噪声小、反应速度快；调整管工作在放大状
图１电源管理模块为车模系统的各个模块供电，其供电稳定性是车模稳定运行的基础。在设计中，不仅要考虑各个模块的正常工作电压、电流，还要做好各个模块的隔离，减小模块之间的噪声干扰。总的来说，通过三
开关型稳压电源（ＬＭ２５９６、ＬＭ２５７５、ＡＳ１０１５等）两大类。车模电源是７．２Ｖ２ＯＯＯｍＡｈ的镍镉可充电电池，其对车模的各个模块供电。系统的供电示意图如图１所示，７．２Ｖ电压给不同电压的模块供电，主要的模块电压有１２Ｖ、５．５Ｖ、５Ｖ和３．３Ｖ。用电池给电机供电，将电
1.目的﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒42.适用范围﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ ﹒﹒ ﹒ ﹒﹒﹒ 43.引用/参考标准﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ ﹒﹒﹒﹒﹒ ﹒ ﹒﹒﹒44.测试项目﹒ ﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ ﹒44.1 常规性能指标测试﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 44.1.0 遥控特性﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒44.1.1 输出整定电压﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒54.1.2 输入电压范围﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒54.1.3 负载调整率﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒54.1.4 电压调整率﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒54.1.5 稳压精度﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒64.1.6 效率﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒64.1.7 输入过压保护﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒64.1.8 输入欠压保护﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒74.1.9 输出限流特性﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒74.1.10 输出电压微调性能﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒74.1.11 输出过压保护﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒84.1.12 输出欠压保护﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒84.1.13 温度系数﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒94.1.14 纹波与噪声﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒94.1.15 开关机特性﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒104.1.16 动态负载特性﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒104.1.17 输入反射电流﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒114.1.18 耐压测试﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒114.1.19 容性负载特性﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒124.1.20 输入电压跌落﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒124.1.21 动态输入电压﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒124.1.22 输入瞬态冲击电压﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒13二次电源模块测试规范 第 1 页，共 18页
文章编号：１００９—２５５２（２０１３）１１—０１６４—０３中图分类号：ＴＰ２７４；ＴＮ８６文献标识码：Ａ
摘要：在土木工程建设领域，一些工程监测项目中使用的监测设备采用的是太阳能电池板、
蓄电池供电方式。为了保证整套监测系统长期可靠运行，文中详细介绍了基于ＳＴＣ单片机的远
程电源管理模块的设计方法，该模块以ＳＴＣ１１Ｆ０２Ｅ单片机为核心，具有无线通讯的功能，可以
灵活设定继电器固定的开启关闭时间，现场测试结果表明该模块实现了对监测设备的电源管理
ＤｅｓｉｇｎｏｆｐｏｗｅｒｍａｎａｇｅｍｅｎｔｍｏｄｕｌｅｂａｓｅｄｏｎＳＴＣＳＣＭ
（ＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｅｎｔｅｒ，ＣｈｉｎａＳｔａｔｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＥｎｇｒｇ．Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０１３００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｃｉｖｉｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔｕｓｅｄｉｎｓｏｍｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｐｒｏｊｅｃｔｉｓｐｏｗｅｒｅｄｂｙｓｏｌａｒｐａｎｅｌｓａｎｄｂａｔｔｅｒｙ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｎｓｕｒｅｔｈｅｆｕｌｌｓｅｔｏｆｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ
ｓｙｓｔｅｍｌｏｎｇ—ｔｅｒｍｒｅｌｉａｂｌｅｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅｐａｐｅｒｄｅｔａｉｌｓｔｈｅｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｏｆｒｅｍｏｔｅｐｏｗｅｒｍａｎａｇｅｍｅｎｔ
ｍｏｄｕｌｅｂａｓｅｄｏｎＳＴＣｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ．ＴｈｅｍｉｎｉｍｕｍＳＴＣｍｉｃｍｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒａｓｔｈｅｃｏｒｅｍｏｄｕｌｅｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈ
摘要：在分析了锂离子电池的充电过程和bqTINY-II系列电源管理芯片功能特点的基础上，设计出了一种以bq24020芯片为核心的电源管理模块，并详细介绍了该模块的功能和工作原理。
便携式电子产品以电池作为电源。随着便携式产品的迅猛发展，各种电池的用量大增，并且开发出许多新型电池。近年来开发的高能量密度的锂离子电池具有体积小、容量大、待机时间长等特性，非常适合便携式系统的应用。
在便携式电子产品的设计过程中，其电源管理模块的设计是十分重要的，因为这关系到整个系统工作的稳定性、持续性及快速恢复的能力问题。尤其是在使用锂电池作为系统电源时，其电源管理模块的作用更加突现。本文针对锂电池充电的特点，介绍了一种基于bqTINY-II的便携式电子心音检测仪电源管理模块解决方案。
第一阶段为检验和预充电阶段。该阶段主要的任务是：验证电池的温度并将其调整到适合快速充电的范围内；检测电池电压并将其提高到一个安全水平。温度检验和预充电提高了电池的安全性和使用寿命。
第二阶段将以“1C”或略低的电流进行恒流充电。一旦电池达到它的电压限幅4.1V或4.2V，则已完成对大约70％的容量的充电，并进入第三阶段充电。
第三阶段是对电池进行恒压充电，为了使安全性和电量达到最大化，需要将充电电压稳定在±1％的精度内。在恒压充电阶段，充电电流逐渐变小，并且在大多数情况下，当这个充电电流接近快速充电电流的10％，即C/10时，充电过程就结束了。
bqTINY-II是TI推出的电池充电管理芯片，它为电源系统设计人员带来一套集成解决方案。该芯片将自动电源选择、功率FET和电流传感器、高精准度的稳流和稳压能力、充电状态显示和充电中止等功能集为一体。它的一个重要特点是其可以选择两种充电模式，支持目前流行的USB接口充电。
直接使用 7.2V电池电压的直流电机，二是使用无线V电压，三是其余包括最小系统，传感器等使用 5V 电压的电路。
波大。我们经过不断试验，先后尝试了 LM7805，LM1117，LM2940，
LM2575，LM2576 等稳压芯片，通过查阅资料和亲自试验，将各芯片
隔离，因而应用较广泛。 §6.1.1 稳压电源的性能指标 稳压电源的性能指标分为两种：一种是特性指标，包括允许输入
波电压（纹波系数）、温度系数及负载稳定度。 1、稳压系数S：表示在负载电流与环境温度保持不变的情况下，
的相对变化量的比值，即：S=(△Uo/Uo)/(△Ui/Ui)，S越小电源的稳
定性越好，通常S约为10～10。 2、输出电阻Ro：又叫等效内阻，表示当输入电压和环境温度保
持不变时，由于负载电流Io变化而引起的输出电压的变化量与负载电流的变化量的比值，即Ro=△Uo/△Io，可见如果Ro越小，则说明
输出电压的变化越小，通常输出电阻可小到1欧，甚至0.01欧。 3、纹波系数ξ：输出直流电压中的交流分量叫纹波电压，纹波电
压占输出直流电压的百分比称之为纹波系数，即ξ=[(U-)/Uo]×100%，
显然，ξ越小越好。通常稳压电源的纹波电压只有几毫伏，甚至小于1毫伏。 4、电压温度系数TK：当环境温度变化时，引起的输出电压的变化量与温度变化量的比值，即TUKTΔΔ=/0，良好的稳压电源，应在
【摘 要】论文对电源管理模块的原理功能进行了描述，对产品内部的BUCK稳压、锂电池充电管理、Boost升压、电源切换、单片机控制等电路模块的设计原理进行介绍。
本电源管理模块为车载重量检测仪相关产品设计，满足车载产品的电源管理应用需求。本产品的主要功能是将车载电瓶的电压转换成重量检测仪系统工作电压，同时为车载重量检测仪内置锂电池充电；在车载电瓶断开后无缝切换至锂电池供电；模块能够为后端的ARM芯片提供电源输出控制、电量信息输出等信息。为满足客户的需求，产品主要由以下几个部分构成：反激稳压、锂电池充电管理、Boost升压、电源切换、单片机控制等电路。
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电源管理模块是一种具有智能控制功能的电子设备，它可以控制、监测和保护电源系统，并为电子设备提供高品质的电能输出。该模块广泛应用于计算机、通信、工业控制、医疗设备、消费电子等领域，对提高设备性能、延长寿命、降低功耗和维护成本等方面具有重要意义。
电源管理模块的主要功能包括电力转换、滤波、电压调节、防过电流、短路保护、过温保护、远程控制等。其中，电力转换是指将输入电能（交流或直流）转换成电子设备所需的电能，通常使用PWM调制、开关电源、DC/DC变换器等技术实现；滤波是为了降低电源噪声，提高输出电压波形质量，常见的滤波电路包括LC滤波电路、RC滤波电路、Pi滤波电路等；电压调节是为了保持稳定的输出电压，使其与所需的电压匹配，通过反馈控制、电容调节、差分放大器等方式实现；防过电流和短路保护是为了防止过电流和短路情况下电源系统受损，一些常用的保护措施包括电流传感器、保险丝、熔断器等；过温保护是为了防止电源系统过热损坏，会采用温度传感器和热保护电路等技术；远程控制是为了方便用户对电源管理模块进行远程调节和监测，典型的远程控制技术包括RS232、RS485、CAN、以太网等。
在实际应用中，电源管理模块的设计和选择需要考虑很多因素，例如电源类型、输出功率、效率、峰峰纹波、时序、对EMI的抗干扰性等。电源类型可以根据使用环境选择，包括DC电源、AC电源、蓄电池电源等；输出功率一般根据所需的最大电流和电压计算得出，一些高端电源管理模块还需考虑高功率密度、高效率等要求；效率是一个关键指标，直接影响到电源发热、寿命和成本，目前一些先进的电源管理模块效率可以达到90%以上；峰峰纹波是指电源输出电压中的涟波和噪声，在设计和选择时需保证在所需的范围内，一般采用输出电容器、滤波电路等方式实现；时序是指电源管理模块输出电压的上升时间、下降时间等，需要与所控制的设备匹配；对EMI的抗干扰性要求高，需要采用EMI滤波器、屏蔽材料、参考地设计等技术。
总的来说，电源管理模块在现代电子设备中扮演着不可或缺的角色，对电子设备的性能和可靠性有着至关重要的影响。随着科技的不断进步和应用领域的不断拓展，电源管理模块的技术也在不断更新和升级，往往是电子设备提高功能和性能的重要推动力之一。
