車載USB充電管理與變換電路詳解
隨著智能手機和平板電腦的普及以及隨之而來的高功耗，此類設備的電池大多只能保持一天的使用。越來越多的場合和設備配備了一個或多個USB充電端口，而車載USB充電器是其中重要的組成部分。由于車身體積較大，車內線路較長，USB充電端口的電壓可能隨著線路的阻抗而減小從而造成充電電流不足。本文介紹了一種帶有線路補償功能的車載USB充電器的設計，使得USB充電端口的電壓隨著電流的增大而提高，實現了USB充電電壓的恒定，保證了USB端口的充電電流。
DC/DC Buck 變換器：設計主功率級采用了TI LM25117-Q1控制的同步Buck變換器。LM25117-Q1是一款汽車級產品，它提供了功率電路所需要的各種保護，包括可調節輸入欠壓，過流及短路以及過溫保護。另外，LM25117-Q1可以模擬二極管控制，通過外部設定，使得同步buck變換器在輕載時候模擬二極管工作，在檢測到下管有反向電流時，關閉下管，提高了變換器的輕載效率。
充電管理電路：一款帶有線路補償的USB充電器的設計方案。給出了線路補償的計算方式以及 mathcad的設計過程。輸出充電管理TPS2546-Q1是一款汽車級產品，具有集成的USB 2.0 高速數據線路（D+/D-） 開關的USB 充電端口控制器和電源開關。TPS2546-Q1支持BC1.2的SDP/CDP， DCP模式，也支持非BC1.2標準的快速充電模式，比如D+/D-分配模式2.0V/2.7V和2.7V/2.0V、D+/D-1.2V模式。在本設計中，TPS2546-Q1配置成DCP-Auto模式（CTL1=0， CTL2=1， CTL3=1， ILIM_SEL=1）， 該模式支持BC1.2 DCP及非BC1.2標準快速充電模式的自動切換，能支持目前世界上主流智能手機、平板電腦快速充電。處于該模式下，當充電電流超過負載檢測電流閾值（ILD典型值700mA）時，STATUS被拉低，LED燈D3會點亮。當充電電流下降到典型值650mA，3秒之后，D3會熄滅。根據數據手冊，選在 22.1kΩ的電阻R11連接到ILIM_HI腳，設置限流值典型值為2.275A，最小值為2.12A，最大值為2.43A，以支持最大 12W（5V，2.1A）的充電功率。
RS485總線是一種常見的串行總線標準，采用平衡發送與差分接收的方式，因此具有抑制共模干擾的能力。在一些要求通信距離為幾十米到上千米的時候，RS485總線是一種應用最為廣泛的總線。而且在多節點的工作系統中也有著廣泛的應用。RS485電路總體上可以分為隔離型與非隔離型。隔離型比非隔離型在抗干擾、系統穩定性等方面都有更出色的表現，但有一些場合也可以用非隔離型。 我們就先講一下非隔離型的典型電路，非隔離型的電路非常簡單，只需一個RS485芯片直接與MCU的串行通訊口和一個I/O控制口連接就可以。如圖1所示：
當然，上圖并不是完整的485通信電路圖，我們還需要在A線上加一個4.7K的上拉偏置電阻；在B線上加一個4.7K的下拉偏置電阻。中間的R16是匹配電阻，一般是120Ω，當然這個具體要看你傳輸用的線纜。（匹配電阻：485整個通訊系統中，為了系統的傳輸穩定性，我們一般會在第一個節點和最后一個節點加匹配電阻。所以我們一般在設計的時候，會在每個節點都設置一個可跳線的120Ω電阻，至于用還是不用，由現場人員來設定。當然，具體怎么區分第一個節點還是最后一個節點，還得有待現場的專家們來解答呵。）TVS我們一般選用6.8V的，這個我們會在后面進一步的講解。
編輯：admin 最后修改時間：2018-01-05
