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4节干电池供电系统应采用什么方案合适?

4节干电池供电,经过电压转换稳压为5V,5V经过LDO降压为3.3V和1.8V输出,给图像处理芯片和TFT液晶屏供电.
    我现在第一级输出为LDO芯片,不能稳压为5V输出.当电池电量减少到一定程度,系统将不能正常工作,不知这种情况电池的利用率是多少?
    如果使用DC-DC,是不应该使用升压DC-DC?稳定为5V输出.但是但电池压高于5V时,是否也能稳定输出为5V?这种情况电池的利用率是多少?
    麻烦给我推荐几个芯片吧!
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provento
LV.3
2
2008-08-01 21:12
为什么要先降为5V,直接电池降压到3.3和1.8不行吗?
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tanknet
LV.7
3
2008-08-01 23:24
4干电池电压为4.4~6.4V,应使用同步Buck变换器降压到3.3和1.8V,不用LDO.

或者用一节干电池或4电池并联供电,用同步Boost变换器升压也可以
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xisui
LV.2
4
2008-08-03 10:05
@provento
为什么要先降为5V,直接电池降压到3.3和1.8不行吗?
对呀,5V是必要有的,因为还有5V的输出.
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xisui
LV.2
5
2008-08-03 10:08
@tanknet
4干电池电压为4.4~6.4V,应使用同步Buck变换器降压到3.3和1.8V,不用LDO.或者用一节干电池或4电池并联供电,用同步Boost变换器升压也可以
4节电池是串联的.
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t.t.lee
LV.5
6
2008-08-05 00:01
4节干池国际电压标准是6V+/-20%.4节镍氢电池为4.2V~6.4V.

即这个系统需要考虑从4.2V~7.2V都能正常工作.

如果系统需要3.3V 400mA,1.8V 400mA,5V 200mA,及2~5串LED背光和音频功放,则可以如下选择电源器件:

电池经过1N5819向后级供电.从5819后面经DC-DC到3.6V,
3.6V经升压到5V,
3.6V又经3.3V LDO向系统供电,
3.6V也经升压向2~5串LED背光供电,
3.6V也向音频功放供电,
电池进来经DC-DC到1.8V给系统供电.
  
这样电源系统稳定性可靠性高.这个在做学习机行业已量产.如有需求,请与songbo_li_@126.com Email联系.
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provento
LV.3
7
2008-08-05 04:16
@xisui
对呀,5V是必要有的,因为还有5V的输出.
你可以看看linear的LTC3441,正向buck-boost,非常适合电池的应用,可能贵了一点.
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t.t.lee
LV.5
8
2008-08-06 05:16
@t.t.lee
4节干池国际电压标准是6V+/-20%.4节镍氢电池为4.2V~6.4V.即这个系统需要考虑从4.2V~7.2V都能正常工作.如果系统需要3.3V400mA,1.8V400mA,5V200mA,及2~5串LED背光和音频功放,则可以如下选择电源器件:电池经过1N5819向后级供电.从5819后面经DC-DC到3.6V,3.6V经升压到5V,3.6V又经3.3VLDO向系统供电,3.6V也经升压向2~5串LED背光供电,3.6V也向音频功放供电,电池进来经DC-DC到1.8V给系统供电.  这样电源系统稳定性可靠性高.这个在做学习机行业已量产.如有需求,请与songbo_li_@126.comEmail联系.
图中二极管为1N5817 SOD123即可.

500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/68/1326571217865593.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/68/1326571217970840.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">

参考电路图:
1326571217950458.pdf

一个系统电源部分最重要.稳定可靠、性能好、价位好才是我们追求的目的.一个IC不能光看IC价位,也要看IC所需要的外部元件,像电容、电感、肖特基.像由3.6V升到5V的,RT9266就可以做到,但这个IC输出电容需要钽电容47uF或100uF,1是钽为稀有金属价贵,(质优的约1USD一颗,主要用于航空导弹军工),而国内价便的都是参杂很多的造成钽电容内阻大,效果差,100uF最少也要0.4元吧.另,大家都知道钽电容失效会产生明火,存在极大的安全隐患.

而像一些IC,升到5V只要3.3uH电感,10uF 0805陶瓷电容,且转换效率达90%以上.而10uF 0805陶瓷电容只要约0.06元一个.此时便可看出外围元件比RT9266要少0.3元以上.

以上这只是一个例子.电源设计成本与性能是极具挑战的,像手机就属于设计得不错的.里面钽电容用量相当少,绝大部分都是陶瓷电容.可见陶瓷电容性能在高频时效果好.而现在好的DC-DC等电源IC都是1MHZ以上,即支持陶瓷电容.

肖特基选型和应用也是相当重要,VF值大的将会致使DC-DC等转换效率降低.大家可以作个简单的测试,升压IC用一个5819肖特基,输出加上大负载,测得输入电流,再并一个5819上去,再测一次数据,明显看到后者要小于前者,即后者转换效率高.

以上希望能帮到所有电子设计者们.
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t.t.lee
LV.5
9
2008-08-06 21:08
@provento
你可以看看linear的LTC3441,正向buck-boost,非常适合电池的应用,可能贵了一点.
LTC3441输入电压最高只能5.5V,而4节电池最高是7.2V.
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provento
LV.3
10
2008-08-07 23:17
@t.t.lee
图中二极管为1N5817SOD123即可.[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/68/1326571217865593.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/68/1326571217970840.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">参考电路图:1326571217950458.pdf一个系统电源部分最重要.稳定可靠、性能好、价位好才是我们追求的目的.一个IC不能光看IC价位,也要看IC所需要的外部元件,像电容、电感、肖特基.像由3.6V升到5V的,RT9266就可以做到,但这个IC输出电容需要钽电容47uF或100uF,1是钽为稀有金属价贵,(质优的约1USD一颗,主要用于航空导弹军工),而国内价便的都是参杂很多的造成钽电容内阻大,效果差,100uF最少也要0.4元吧.另,大家都知道钽电容失效会产生明火,存在极大的安全隐患.而像一些IC,升到5V只要3.3uH电感,10uF0805陶瓷电容,且转换效率达90%以上.而10uF0805陶瓷电容只要约0.06元一个.此时便可看出外围元件比RT9266要少0.3元以上.以上这只是一个例子.电源设计成本与性能是极具挑战的,像手机就属于设计得不错的.里面钽电容用量相当少,绝大部分都是陶瓷电容.可见陶瓷电容性能在高频时效果好.而现在好的DC-DC等电源IC都是1MHZ以上,即支持陶瓷电容.肖特基选型和应用也是相当重要,VF值大的将会致使DC-DC等转换效率降低.大家可以作个简单的测试,升压IC用一个5819肖特基,输出加上大负载,测得输入电流,再并一个5819上去,再测一次数据,明显看到后者要小于前者,即后者转换效率高.以上希望能帮到所有电子设计者们.
KB3361最高只能承受6.5V的输入电压,而图中输入可以达到6.9V.
另外,非得加5817这个二极管吗?这样会导致系统的效率下降的.这样做是因为要避免反向电流流入电池,因为不是所有电池都可以承受反向电流的.而KB3361这个芯片不具备反向电流保护的功能.
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t.t.lee
LV.5
11
2008-08-07 23:53
@provento
KB3361最高只能承受6.5V的输入电压,而图中输入可以达到6.9V.另外,非得加5817这个二极管吗?这样会导致系统的效率下降的.这样做是因为要避免反向电流流入电池,因为不是所有电池都可以承受反向电流的.而KB3361这个芯片不具备反向电流保护的功能.
KB3361 最新版本可以长时间承受6.8V耐压(请去下3.1版本的规格书).而高压7.2V减1N5817 只有6.8V以下了.这个是经过量产的方案,请不用担心.

这个方案在市场上的点读机中已大量采用(80%份额).

加入5817有2个作用,1是电池高压7.2V给一定的压降.2是外部电源输入的隔离作用,比如插USB等.

如果贵司只要满足电池工作(电池是不会长时间超过6.8V的)而不用过高压7.2V(7.2V是欧美玩具规定)测试和没有外部电源输入,那么可以不用这个5817管子.

用了这个5817管子是存在电池效率的问题.但点读机从成本、性能、实用性综合考虑,大家还是选用了这个.不管怎样,这是个可行的方案,也是电池利用率较高的方案.
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provento
LV.3
12
2008-08-08 02:22
@t.t.lee
KB3361最新版本可以长时间承受6.8V耐压(请去下3.1版本的规格书).而高压7.2V减1N5817只有6.8V以下了.这个是经过量产的方案,请不用担心.这个方案在市场上的点读机中已大量采用(80%份额).加入5817有2个作用,1是电池高压7.2V给一定的压降.2是外部电源输入的隔离作用,比如插USB等.如果贵司只要满足电池工作(电池是不会长时间超过6.8V的)而不用过高压7.2V(7.2V是欧美玩具规定)测试和没有外部电源输入,那么可以不用这个5817管子.用了这个5817管子是存在电池效率的问题.但点读机从成本、性能、实用性综合考虑,大家还是选用了这个.不管怎样,这是个可行的方案,也是电池利用率较高的方案.
能否告知KB3361是用什么半导体工艺开发的?也许是本人孤陋寡闻,低压同步buck中,从来没见过哪个厂家能够在6.8V长时间工作.谢谢!
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t.t.lee
LV.5
13
2008-08-08 19:46
@provento
能否告知KB3361是用什么半导体工艺开发的?也许是本人孤陋寡闻,低压同步buck中,从来没见过哪个厂家能够在6.8V长时间工作.谢谢!
经过特殊处理的CMOS工艺.

你没见过只能说明你见过的东西不多,并不代表不存在.你可以到市场上比如新华书店里购得点读机,拆开80%机会可看到这颗DC-DC,您可以自己取出来作测试.

我司的DC-DC最少工作在6.5V以上,只是KB3361为了配合点读机而增加到6.8V,以保证点读机可以过高压7.2V测试.贵司的BUCK可以做到多少V?可以有成熟的电路供参考?您知道MP4返修率为何一直在20%左右?国内只有很少厂家能做到10%返修率.
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provento
LV.3
14
2008-08-09 23:10
@t.t.lee
经过特殊处理的CMOS工艺.你没见过只能说明你见过的东西不多,并不代表不存在.你可以到市场上比如新华书店里购得点读机,拆开80%机会可看到这颗DC-DC,您可以自己取出来作测试.我司的DC-DC最少工作在6.5V以上,只是KB3361为了配合点读机而增加到6.8V,以保证点读机可以过高压7.2V测试.贵司的BUCK可以做到多少V?可以有成熟的电路供参考?您知道MP4返修率为何一直在20%左右?国内只有很少厂家能做到10%返修率.
不要用这种口气嘛.:)就因为我没见过,所以才请教你啊.
我只是好奇,KB3361的3.0版本和3.1版本都是2008年推出的.这两个版本的一个重大区别就是最大输入工作电压.3.0版本是6.5伏,而3.1版本一下子变成6.8V.也就是说KB3361是最近才通过6.8V的可靠性测试(如果贵公司有做的话).而你说现在的80%点读机都是使用KB3361,可见贵公司的销售水平是很强的.

很多电子产品返修率很高,很多是因为为了降低成本和抢市场而不去做可靠性测试,同时用的工艺本身也不好.但卖片子的时候,你不能说不好啊,所以为什么做市场和销售的能赚这么多.所以我才会问你具体用的是什么工艺,这样我就放心一点.比如你说是TSMC的,我就觉得质量有点保证.

其实你不要误会我挑战你啦,我这是为了公家的利益,问清楚一点而已.而且我还很谢谢你把这么详尽的方案贴上来.
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t.t.lee
LV.5
15
2008-08-13 10:58
@provento
不要用这种口气嘛.:)就因为我没见过,所以才请教你啊.我只是好奇,KB3361的3.0版本和3.1版本都是2008年推出的.这两个版本的一个重大区别就是最大输入工作电压.3.0版本是6.5伏,而3.1版本一下子变成6.8V.也就是说KB3361是最近才通过6.8V的可靠性测试(如果贵公司有做的话).而你说现在的80%点读机都是使用KB3361,可见贵公司的销售水平是很强的.很多电子产品返修率很高,很多是因为为了降低成本和抢市场而不去做可靠性测试,同时用的工艺本身也不好.但卖片子的时候,你不能说不好啊,所以为什么做市场和销售的能赚这么多.所以我才会问你具体用的是什么工艺,这样我就放心一点.比如你说是TSMC的,我就觉得质量有点保证.其实你不要误会我挑战你啦,我这是为了公家的利益,问清楚一点而已.而且我还很谢谢你把这么详尽的方案贴上来.
以前的客户用的也是3361,不过客用的二极管是1N4001,是0.7V压降的,所以6.5V的工艺即可,后面由于电池利用率不高,我司就推出了6.8V版本,即使用5817即可.这样电池利用率较高.
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