2013移动电源原理图应用FH454M

1、 FH454M应用在移动电源上的说明简介随着全球经济的快速发展，人们生活水平的不断提高，随身携带式的电子产品也越来越多，如笔记本计算机、平板计算机、手机、数码相机、摄像机、可携式DVD、PDA、MP3、MP4、GPS、保暖设备、医疗保健设备等。它们都要用到电池，但这些设备的原配电池都会因为电池容呈低而不能满足设备的正常使用时间。当出產或旅游时又是这些设备的工作高峰期，经常在关键时刻电池没有电了，特别是在手机正在打电话时，数码相机正在拍照时，PSP游戏机玩的正起劲时，PDA正在工作时等等，让您感觉很无奈和无助。而您也不可能把每种设备都配一个备用电池，不但成木高而且也不方便。基于此，为解决人们的这

2、种烦恼问题，移动电源应用而生。有了移动电源可以解决众多移动设备的电源供给问题，从而彻底解决缺电之苦，使工作和旅游无忧无虑。FH454M专用移动电源管理IC,为移动电源的开开发，提供了极大的便利，现介绍如下。移动电源主要特征基本特征工作电压：2.7VS.5VfsYS=7.5MHz系统时钟：HIRC30MHz/1/64Flash程序存储器:2Kx16RAM数据存储器:128xSEEPROM存储器：64x8ADC12-bitx816-bitSTMx110-bitPTMx1（提供含死区时间的互补式PWM输出）OCP功能OVP功能移动电源主要特征使用锂聚合物电池，容虽为3.7V/3000mAh锂电池并联

3、2颗，总共3.7V/6000mAli输入/输岀-输入插座为USBMim-B.输入电压5V-输出插座为USBA.输出电压5V、最大输出电流为21A工作温度范围-充电工作温度范围：0+40。C（电池规格）-放电工作温度范围：20+60C（电池规格）自动侦测足否有负载接上白动侦测定否有充电器接上静态耗电：7g放电转换效率最高91.13%5V/700mA保护机制-放电时电池端过放电流保护-充电时输入端过电压保护，电池端过充电流保护-电池温度保护涓电流充电-电池电压彳氐于3.0V-定电流100mA定电流充电一电池电压：3.0V-4.2V-定电流1500mA定电压充电-定电压：4.2V-充电电流低于50m

4、A时停止充电定电压放电-定电压：5V-电池电压低于3.0V停止放电-输出端最大输出电流2.1A硬件方块图硬件方块图FlashROM2Kx16RAM128x8EEPROM64x8OVPlime-30MHzPTMOCPSTMADCFH454M应用在移动电源上的说明 FH454M应用在移动电源上的说明硬件方块功能说明主控芯片为FH454MUSB充电PORT此接口可接入计算机USB接口或外部电源适配器，给移动电源内部电池进行充电。PMOS管+NMOS管电路此两个MOS管对应于FH454M内部的互补式PWM输岀，用于给移动电源内部电池进行充电升压控制，或放电时进行降压控制。电感充电时用于升压控制，放电时

5、用于续流控制。PMOS管用于关断电池放电。电池电池为锂聚合物电池。USB放电PORT接入掌上型设备，对设备进行放电。精准参考电压源对内部ADC提供参考电压。LED指不灯用于电虽指示及出借报警。按键用于进行电虽测试或进行放电工作。硬件电路及说明HLSS249-DR1S47OHMa10&T0VQ106,1R19-=100W-1I92WK#G1SIDDG2S25205-FH454Mxz电路图说明外部电源接入唤醒MCU电路当USBN有电源接入时，PA6III低变高，使用外部中断唤醍MCU进入充电工作。输入/输出电压侦测充电模式可通过此侦测电路，对外部电压进行侦测，当外部电压高于5.5V时，山硕件强制关

6、闭PWM输出，并产生中断进行处理。除此之外，山于输入电压来源有可能是一般计算机上的USB端口或是墙上变压器的5V输出埠，两种来源的最大电流供应能力不同，在充电时可通过侦测输入电压降低来得知输入来源电流供应能力的极限，进而将充电电流固定,不再加大。当移动电源向外部负载进行放电时，侦测电路对放电电压进行监测，如图3,OVP在在FH454M内部连接到ADC中，可通过釆样电压值，来控制PWM进行电压调节。当输出端山重载（例如输出5V/1.5A）时，如果负载忽然拔除时，此时输出电压一定会忽然上升，此上升速度要通过软件调节PWM使其下降会比较慢，故此时可通过OVP机制由硬件强制关闭PWM输出，并产生中断进

7、行处理。山于一般手机会侦测移动电源的输出电压高于5V才会启动手机充电模式，故输出电压可设定在5.15V,可防止山于手机充电线线损过大导致启动充电模式失败的状况发生。FH454M应用在移动电源上的说明 #FH454M应用在移动电源上的说明FH454M应用在移动电源上的说明 #FH454M应用在移动电源上的说明OUTHOUTL图3FH454M应用在移动电源上的说明 FH454M应用在移动电源上的说明P-MOS与NAIOS电路FH454M内部PTM可工作于PWM模式，再经过死区时间插入电路，则可产生含有死区时间的互补式的PWM输出，此PWM输出为OUTH.OUTL,OUTH控制PMOS、OUTL控制

8、N-MOS=此两个MOS在充电时，用于控制充电电流；在放电时用于控制放电电压。充电时，NMOSJDN的时间越长，充电功率越大。放电时，PMOSJDN的时间越长，放电功率越大。如图4为含有死区时间的互补式的PWM结构图。PWM1!OUTHIOUTL1nTMPWMjDeadtimeP!1InsertIi._OUTLDeadtimeOUTH(Duty/Period；图4电感LI的作用充电时用于续流：放电时用于升压电池电压检测电路电池电压检测电路在充电时，要进行小电流/定电流/定电压模式的侦测。在放电时，若电池电压过低可不进行放电。电池端电流检测电路如图3,OCP脚经过内部运算放大器后输出到AN8进行

9、A/D检测。充电模式时须将0PAMC设定1,电流检测电路主要用于充电电流控制及电池充满检测。放电模式时须将0PAMC设定0,电流检测电路连接到OCP输入脚，当电流大于SbitDAC设定值时，由硕件关掉PWM进行保护后发出中断。放电时输出端电流是山电池端电流计算出来的，以转换效率85%计算，计算公式如下：VoUTxIoUT=VfiATTERYxIBATTERYx0S5高亮度LED高亮度LED为手电筒功能，提供使用者有需要时可将移动电源当成手电筒来使用。电阻网络R15、R16、R17、R18组成的电阻网络，主要是用于不同手机厂牌的应用，ill于各家厂牌对于此电阻网络的配置不尽相同，目前得知信息如下

10、：I-phone系列要启动快速充电，D+须提供2.2V.D须提供28VHTC系列手机要启动快速充电，须将D+与D-短路Holtek0前实验结果：将D+与D短路时，Iphone3GS.I-phone4.I-phone4S可充电LED用于电量指示和报警按键操作&LED动作LED动作显示说明黄色LED亮行动电源正在使用中按键按卜，蓝色LED1亮2秒电池电量低于25%按键按卜，蓝色LED1-LED2亮2秒电池电S25%50%按键按卜，蓝色LED1-LED3亮2秒电池电S50%75%按键按卜，蓝色LED1-LED4亮2秒电池电量75%100%按键连续按超过3秒高亮度LED开启及关闭MLED、红LED、蓝

11、LED同时以3Hz快速闪烁过电压/过电流/温度保护充电红色LED亮、蓝色LED1以1Hz闪烁正在对内部电池充电/电池电显低于25%充电红色LED亮、蓝色LED1亮.LED2以1Hz闪烁正在对内部电池充电/电池电T：25%-50%充电红色LED亮、蓝色LED1LED2亮、LED3以1HzW烁正在对内部电池充电/电池电T：50沧75%充电红色LED亮、蓝色LED1LED3亮、LED4以1HzW烁对内部电池充电/电池电量75%100%充电红色LED亮、蓝色LED1-LED4亮已充饱电。电池电St100%蓝色LED1以3Hz快速闪烁内部电池电压小于截止电压,停止放电精准电压源精准电压源主要是为内部AD

12、C及DAC提供电压基准。主控MCU主控MCU为FH454M,内建PWMwithDeadTime.OVP及OCP保护电路。按键按键的作用是启动放电或进行电蛰显示。将PA7设定为Input_pulllugh模式，如果外部装置接上时,抽取极小电流就会将PA7拉Low,来唤醍MCU,山于无法保证每个外部装置都能侦测到，所以当按键按下时，除显示电呈外,也会将行动电源进行放电模式，如此一来当门动侦测失败时，也可通过使用者按按键来进行放电。温度侦测电路温度侦测电路主要是对充电或放电过程中，电池的温度进行侦测，电池的工作范闱如下：充电工作温度范闱：0+40C（电池规格）；放电工作温度范-20+60C（电池规格

13、）。当电池温度超出工作范围时，进行保护。PMOS开关此开关可关闭电池直接通过PMOS的Bodydiode对外输出电压软件设计流程图及说明主流程图图5电池充电流程图图6FH454M应用在移动电源上的说明 FH454M应用在移动电源上的说明电池放电流程图图7软件流程说明软件流程图主要包含三部分：主流程图、充电流程图、放电流程图等。主流程图主流程图主要是当有外部电源接入时，进行充电管理：当有外部负载接入时，进行放电管理。当有按键按下时进行电呈显示，按键长按3S打开手电筒功能。当移动电源处于异常状况时，进行异常处理。并在整个充电过程中进行温度检测，LED扫描输出。当无任何事件发生时，则进入到省电模式。充电流程图充电流程图主要功能为：当电池电压小于3V时，进行涓流(100mA)充电：当电池电压大于3V时且小于4.2V时进行定电流充电，当电池电压大于4.?V时，进行定电压充电。当充电电流小于80mA时，则认为电池电呈充满，世位充满标志位。放电流程图放电主要包括两部分功能，一部分为放电电压控制，另一部分为放电电流控制。PCBLayout注意事项1A/D输入的走线须注总避开PWM与电感的power走线。2电池端的电流侦测电阻到OCP输入脚越近越好，电流侦测电阻下地端需单点接地。3.数字地与模拟地须分开。4电池端会有较大电流，走线宽度需注总。FH454M应用在移动电源上的说明 FH454M应