DC转换器RP604用于三节AAA电池供电PDA,实现电池管理和低电压告警,功耗低延长使用寿命
各种电子设备为我们的生活提供了很大的便捷性,而现实生活中部分电子设备受使用环境和条件的限制,电子设备应用的电源只能采用各种电池作为设备工作电源,一旦电池电量不足,设备停止工作,严重影响了后续工作和效率。
笔者设计的一款工业手持PDA工具,完成库房出入库材料的扫描记录,采用碱性电池作为后备电源,单节电池电压为1.5V,三节AAA串联后为4.5V,采用NISSHINBO DC转换器RP604作为电源管理芯片,实现了为PDA可靠供电,同时也增加了电池监测与预警功能。
Nisshinbo DC转换器RP604的引脚定义如下图,引脚名称和功能见详细数据规格书。
图1 RP604引脚定义及原理图
Nisshinbo DC转换器RP604主要特点:
输入电压范围:1.8V~5.5V;
输出电压范围:1.6V~5.2V,步长为0.1V,精度满足±1.5%;
最大输出电流可达300mA(Buck降压模式);
内置驱动器导通电阻(RP604Z,VIN=3.6V):PMOS=0.12Ω(典型值),NMOS=0.12Ω(典型值);
工作静态电流:0.3A;待机电流仅0.01A;
具有欠压,过压,过流及热保护功能;
Nisshinbo DC转换器RP604应用领域:
穿戴设备:智能手表、智能腕带、医疗保健;
锂电池/纽扣电池用设备;
低功耗无线通信设备:Bluetooth,ZigBee,Wisunm,Ant;
低功耗设备如:CPU、内存、传感器、能量采集;
下图2为笔者设计的电气接线图,为了描述方便,部分器件没有在图纸中体现出来,比如电源输入、输出电容,电感型号和处理器、液晶等。
图2 电气接线图
BT代表电池组,采用三节南孚AAA碱性电池,采用串联方式,输出为4.5V;电阻R3,R4为电阻分压,为后面电压比较器提供检测信号,电压比较器采用Nisshinbo RP604输出的3.3V作为电源,为了关机情况下,芯片不工作,降低电池功耗,电阻R3,R4要网尽可能选择高阻值的,笔者分别采用510k和1M欧姆,也就是单节电池低于1V时,提示电压低告警和更换电池信息,笔者后续电路静态工作电流:6~8mA,扫码和发射数据时,工作电流40~49mA(选择点需要参考:电池的电压和电流放电曲线,考虑后续电路功耗,因为电池电压与内阻有直接关系,电池电压越低,放电能力越弱)。
控制三极管Q1与开机开关S1互锁完成开关机的过程,开机时,S1按下,Nisshinbo RP604引脚CE与电池接通,RP604启动电压输出,后续的MCU启动后,记录软件启动控制输出引脚CTL-1输出高电平,此时S1可以返回了,所以该应用启动需要0.5-1秒的时间。软件中如果再次检测到KEY-IN由低变高之后,控制引脚CTL-1输出为低电平,液晶屏上可以提示一些信息,此时松开S1完成关机。
电路设计的几个关键点:
1)Nisshinbo RP604静态功耗比较低,满足小容量电池要求;
2)后续MCU及外围电路功耗不能太大,否则需要更换其它类型电池和电源管理芯片;
3)电池低压高级点的选择需要根据电池电压和放电能力,与后续基本功耗进行评估,选择过高,电量没有耗尽,选择过低容易导致设备启动、复位重复过程。
另外,Nisshinbo DC转换器RP604选择指南及包装等信息:
图3选择指南及包装等信息
上图3中xx为用户选择电压,步进为0.1V,指定1.6V(16)至5.2V(52)范围内的设定输出电压(VSET)。详细信息请联系世强地区销售部门或查阅最新数据手册,了解最新产品信息。
关于Nisshinbo (日清纺)
原新日本无线(NJR)株式会社和原理光微电子(原RICOH)株式会社已于2022年1月合并,并以⽇清纺微电⼦(Nisshinbo)株式会社的名义运营。日清纺(Nisshinbo)整合两家公司的优势,完善 "连接一切 "的技术,并努力作为一个模拟解决方案的供应商进一步成长和发展,为实现超智能社会做出贡献。
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