移动电源系统的设计要求与系统框图

大家好，今天很高兴在这里能够

有机会和大家分享一下

我们 TI 最新推出的

一个 type C Power Bank 的一个参考设计

Power Bank 的话,大家可能都是比较熟悉

它俗称一些移动电源或者是充电宝

这个就是一个移动的一个储能设备

因为大家都知道

我们现在那个智能手机或者是 pad

用得越来越广泛

而且耗电量也比较大

所以我们经常都会随身携带一个 Power Bank

随时随地给我们的一个智能手机充电

那我们今天呢

就首先先介绍下我们这个 Power Bank 的一些

简单的一些参考的设计流程

主要的一些内容有

第一个呢，我们会先把我们的那个

整个的系统的设计要求

以及系统框图先列出来

然后给大家做一些简单的介绍

然后第二个的话，我们会针对我们

就是说整个 Power Bank 里面的一个整个的功率级

包括充电啊，放电啊

这个整个回路的功率参数的选择

来做一个简单的介绍

然后最后，第三个

我们还会对那个 Power Bank 里面的一些控制参数啊

包括一些快充啊

就是说要实现快充输入

还有快充输出的一个实现方式怎么来做到

然后最后一个,我们还会再提到一个

我们 Power Bank 里面会用到的一些其它的功能

比如说像一个显示啊

或者是像一个输出负载检测等功能之类的

接下来我们就要讲了

是我们整个系统的一个设计规范

和整个的那个它的相应的一个系统的框图

我们可以看到这个设计的要求

设计要求它主要可以分成两部分

一部分是输入端

输入端它是作为一个 Micro B 口的一个输入

能够兼容呢 5V 9V 12V 的输入

这个跟现在市面上比较流行的各种的那个

支持高压快充的一个适配器的那个参数是一致的

也就是说，基本上市面上的各种那个能够支持高压快充的

那个适配器都能够要对我们这个 Power Bank

能够实现一个成功的充电

那么对于输出的话，我们是有两个接口

一个是 USB C 口

这个是我们，啊那个 USB 联盟推出的一个

新一代的那个 USB 的端口

那么，传统的还有一个 USB A 口

对于这两个

我们都有一个相应的不同的

一个功率设计参数要求

对A口的话，它要求能够兼容支持

5V 9V 12V、1.5A,也就是18W的最大输出

那么对于 type C 口的话

它要求能够支持一个5V、3A

也就是最大15W的一个输出

那么因为我们有两个口输出

同时我们为了达到一个效率的最优化

我们要限制两个口它的输出总功率

不能超过25W

所以基于我们前面所提到的

这些设计的一个要求

我们就画出了我们这个

整个 Power Bank 的一个系统的框图

从这框图来看

基本上它也是跟我们设计要求相符合的

第一个就是是输入口

它能支持5V 9V 12V的一个快充一个输入

然后有两个输出口

一个是那个 USB C 口的输出

还有一个是传统的 USB A 口的输出

那么，这里面呢我们知道

Power Bank 里面都是会有一颗电芯的

所以说对于充电回路

我们可以认为就是说从这个 Micro B 口输入

然后到达这个电芯的一个充电支路

那么这里就会用到我们一颗 BQ25895 的一颗充电芯片

那么对于放电回路我们会有

因为有两个输出

一个是C口，一个是A口

这个是有两个输出的

所以我们会有两个放电回路

那么对于C口这个放电回路的话

我们会从电芯出来

然后呢会经过一颗 Boost 芯片，也就是 TPS61235

那么把我们的电池电压，会升到一个5V的电压

然后这个5V的电压再通过我们一颗

USB type C 的一个接口芯片

叫 TPS25810

然后通过这个 25810 之后

控制输出一个5V 3A给我们的 USB type C 口

那么对于传统的那个A口的输出

我们是有另外一个放电回路

同样的是，也是从这个电芯这个电压出来

那么从电芯的电压出来之后

它会经过一颗 TPS61088 的一个 Boost 芯片

那么通过这个 Boost 芯片之后

可以把电芯的单节电芯的电压给升高到5V、9V或者12V

那么通过输出不同的电压然后达到了

在我们输出的那个 USB type A 口

来得到一个不同的输出功率等级的要求

当然啦，除了这些功率回路之外

我们也还有自己的一些控制电路

包括这个主控的 MCU

这个主控的 MCU 呢

它能够配置我们的这颗 charge 芯片

也就是说，充电的一些记录、系数

包括充电电压充电电流

同时它也能控制我们放电的一些参数

包括放电的电压，放电的电流之类的

其它除了那个我们的主控芯片之外

我们还有支持这个 BC1.2 的输出的一些快充的协议芯片

包括这颗 TPS2514A

以及那个能够在 type A 口能够支持一个5V 9V 12V输出的

CHY100 的这个协议接口芯片

它们都是作为整个电路的一些控制部分

最后呢，还有一些那个保护电路

比如说像这样单极电芯的保护

保护电子芯片 BQ29700 的话

它是能够实现那个，我们对单节电芯的一些

过压、过流、欠压的一些保护

能够很好地保护我们的这个单节电芯的结构

大家好，今天很高兴在这里能够

有机会和大家分享一下

我们 TI 最新推出的

一个 type C Power Bank 的一个参考设计

Power Bank 的话,大家可能都是比较熟悉

它俗称一些移动电源或者是充电宝

这个就是一个移动的一个储能设备

因为大家都知道

我们现在那个智能手机或者是 pad

用得越来越广泛

而且耗电量也比较大

所以我们经常都会随身携带一个 Power Bank

随时随地给我们的一个智能手机充电

那我们今天呢

就首先先介绍下我们这个 Power Bank 的一些

简单的一些参考的设计流程

主要的一些内容有

第一个呢，我们会先把我们的那个

整个的系统的设计要求

以及系统框图先列出来

然后给大家做一些简单的介绍

然后第二个的话，我们会针对我们

就是说整个 Power Bank 里面的一个整个的功率级

包括充电啊，放电啊

这个整个回路的功率参数的选择

来做一个简单的介绍

然后最后，第三个

我们还会对那个 Power Bank 里面的一些控制参数啊

包括一些快充啊

就是说要实现快充输入

还有快充输出的一个实现方式怎么来做到

然后最后一个,我们还会再提到一个

我们 Power Bank 里面会用到的一些其它的功能

比如说像一个显示啊

或者是像一个输出负载检测等功能之类的

接下来我们就要讲了

是我们整个系统的一个设计规范

和整个的那个它的相应的一个系统的框图

我们可以看到这个设计的要求

设计要求它主要可以分成两部分

一部分是输入端

输入端它是作为一个 Micro B 口的一个输入

能够兼容呢 5V 9V 12V 的输入

这个跟现在市面上比较流行的各种的那个

支持高压快充的一个适配器的那个参数是一致的

也就是说，基本上市面上的各种那个能够支持高压快充的

那个适配器都能够要对我们这个 Power Bank

能够实现一个成功的充电

那么对于输出的话，我们是有两个接口

一个是 USB C 口

这个是我们，啊那个 USB 联盟推出的一个

新一代的那个 USB 的端口

那么，传统的还有一个 USB A 口

对于这两个

我们都有一个相应的不同的

一个功率设计参数要求

对A口的话，它要求能够兼容支持

5V 9V 12V、1.5A,也就是18W的最大输出

那么对于 type C 口的话

它要求能够支持一个5V、3A

也就是最大15W的一个输出

那么因为我们有两个口输出

同时我们为了达到一个效率的最优化

我们要限制两个口它的输出总功率

不能超过25W

所以基于我们前面所提到的

这些设计的一个要求

我们就画出了我们这个

整个 Power Bank 的一个系统的框图

从这框图来看

基本上它也是跟我们设计要求相符合的

第一个就是是输入口

它能支持5V 9V 12V的一个快充一个输入

然后有两个输出口

一个是那个 USB C 口的输出

还有一个是传统的 USB A 口的输出

那么，这里面呢我们知道

Power Bank 里面都是会有一颗电芯的

所以说对于充电回路

我们可以认为就是说从这个 Micro B 口输入

然后到达这个电芯的一个充电支路

那么这里就会用到我们一颗 BQ25895 的一颗充电芯片

那么对于放电回路我们会有

因为有两个输出

一个是C口，一个是A口

这个是有两个输出的

所以我们会有两个放电回路

那么对于C口这个放电回路的话

我们会从电芯出来

然后呢会经过一颗 Boost 芯片，也就是 TPS61235

那么把我们的电池电压，会升到一个5V的电压

然后这个5V的电压再通过我们一颗

USB type C 的一个接口芯片

叫 TPS25810

然后通过这个 25810 之后

控制输出一个5V 3A给我们的 USB type C 口

那么对于传统的那个A口的输出

我们是有另外一个放电回路

同样的是，也是从这个电芯这个电压出来

那么从电芯的电压出来之后

它会经过一颗 TPS61088 的一个 Boost 芯片

那么通过这个 Boost 芯片之后

可以把电芯的单节电芯的电压给升高到5V、9V或者12V

那么通过输出不同的电压然后达到了

在我们输出的那个 USB type A 口

来得到一个不同的输出功率等级的要求

当然啦，除了这些功率回路之外

我们也还有自己的一些控制电路

包括这个主控的 MCU

这个主控的 MCU 呢

它能够配置我们的这颗 charge 芯片

也就是说，充电的一些记录、系数

包括充电电压充电电流

同时它也能控制我们放电的一些参数

包括放电的电压，放电的电流之类的

其它除了那个我们的主控芯片之外

我们还有支持这个 BC1.2 的输出的一些快充的协议芯片

包括这颗 TPS2514A

以及那个能够在 type A 口能够支持一个5V 9V 12V输出的

CHY100 的这个协议接口芯片

它们都是作为整个电路的一些控制部分

最后呢，还有一些那个保护电路

比如说像这样单极电芯的保护

保护电子芯片 BQ29700 的话

它是能够实现那个，我们对单节电芯的一些

过压、过流、欠压的一些保护

能够很好地保护我们的这个单节电芯的结构