POS机是一款高度集成的电子设备。它通过读卡器读取银行卡上的持卡人磁条信息,由收银员输入交易金额、持卡人输入密码,然后把这些信息通过银联中心,上送发卡银行系统,完成联机交易,给出成功与否的信息,并打印相应的票据。
复杂的功能和使用环境决定了POS机的电源供电模式:它自带一节8.4V锉电池,方便移动操作;而由于铿电池的续航时间有限,它又需要外接电源及充电电路。为了实现更高的转换效率和更低的能耗,POS机通常都采用高度集成的PMU电源管理(power management unit)芯片、电感式DC-DC电压转换器、LDO(线性电压调整器)等电源电路,还要加入各种保护电路,以避免用户误操作而损坏设备。
典型的POS机电源电路原理如图1所示:
下面,以深圳龙杰科技的POS机为例,分析其电源主要电路模块的工作原理。
一、保护电路原理分析
1.过流与反接保护电路
如图2所示,电源适配器的DC12V通过插座P1输入。C96、C3为滤波电容,D1(MBRD620)为肖特基开关二极管,D8是一只TVS管(瞬变电压抑制二极管),可吸收因外部电源不稳的浪涌脉冲,L11是一只共模电感,可抑制产品自身的共模电磁干扰;F2是一个自恢复保险丝;C95、C34、C4、C5等电容作用是滤波。
若后级负载出现过载或短路,电流会急剧增大,自恢复保险丝F2熔断,进入过流保护状态。如果电源极性接反(正极接入P1的③、④脚,负极接入⑤脚),上电瞬间D1反向截止,电路没有输出,处于反接保护状态。
2.过压与欠压保护电路
(1)电路构成
POS机过压欠压保护电路如图3所示。它是由U5(LM5060Q/MM,具有低静态电流的高侧保护控制器)及其外围元器件组成。
U5(LM5060)是一款具有低静态电流的高侧保护控制芯片,它的内部有两个电压比较器。③脚(OVP)为内部过压保护比较器输入端,它将UOVP与2.0V电压进行比较。当UOVP大于2.0V时,比较器输出高电平,通过内部逻辑电路关断电源,从而启动过压保护。④脚(UVLO)为内部欠压保护比较器输入端,它将UVLO与1.6V进行比较,当低于1.6V时,比较器输出高电平,从而启动欠压保护;⑦脚是一个外部定时电容输入端,可以设定延时时间,避免保护电路误启动。