(1)电感的选择 电感是决定电源系统稳定度的主要因素。电感主要参数包括:电感量峰值电流和内阻。电感线圈的电阻应小于0.5Ω,为减小噪音辐射,应选用屏蔽电感。电感L1是整个电路的储能元件,必须选择适当的功率元件,因此,电感选用德国Wiirth Elektronik公司生产的,型号为WE-PD系列带屏蔽功率电感,其IDC=1.83 A,RDC=0.072Ω。这时电源电路的转换电压稳定、转换效率高,在输入电压低于1.2 V时,仍提供稳定的3.3 V输出。
(2)二极管的选择 工作中,二极管VD1的正向导通压降对开关电源的效率影响很大,为提高转换器效率.在保证二极管正常工作的同时要选用正向导通压降小,反向恢复时间短的肖特基二极管,还应考虑其输出电压和峰值开关电流。因此,这里选取1N4148。
(3)电容的选择 设计时应当依据等效串联电阻(ESR)最小的原则选取输出滤波电容.同时应使电容尽量靠近SP6641B。因此,这里选取元件参数:C1、C2分别为100μF、330μF钽电容,C3为1μF的陶瓷电容。在调试中,如果省略电容C3,电源电压会非常不稳定,因此,在设计时,应将其与SP6641B的尽可能靠近放置。
3.4 测试结果
经测试,手持设备在动态时(无线模块处于发射和接收状态)的电流仅31.5 mA;静态时的电流仅20μA。
(1)2节碱性电池输入 采用已用的碱性电池,测试不同输入电压情况下的电源稳压值,由于碱性电池电压的离散性,因此只需测量几个离散电压值即可。当Vin分别为3.1 V、2.96 V、2.83 V、2.66 V、2.4 V、2.14 V时,Vout为3.3 V,系统工作正常;但当Vin为2.14 V,静态时Vout为3.3 V,而动态时,Vin下降为1.7 V。
(2)1节碱性电池输入 当Vin>1.34 V时,Vout=3.3 V,系统工作正常;当Vin=1.2 V或1.07 V时,Vout为3.3 V,系统不能正常工作,测试发现Vin在系统工作时下降到0.8 V、0.6 V。
由上述测试结果表明:SP6641最低启动电压可达0.9 V,但若使用碱性电池供电,电池自身将消耗更多能量,使用单节电池供电将影响电源的使用时间,而2节碱性电池供电影响会小一些。
4 结束语
基于SP6641B手持设备电源设计应用效果良好。由于SP6641器件体积小,输出电压稳定,转换效率高,可方便地在节能模式下工作,且具有高性价比,因此在便携式电池供电设备领域具有广阔的应用前景。