摘 要：应用usb端口和max1811、max1797、max1837芯片实现对便携式设备提供3.3v和5v电源。

    ---关键词：usb端口；dc-dc转换器；便携式设备

    ---当今许多数字化便携式设备(如数码相机、 mp3播放器和pda)中数字信号处理均是采用dsp芯片, dsp芯片一般采用单5v电源供电，但也有的需要采用3v和1.8v电源供电，其中dsp芯片的核电压采用1.8v电源供电,而 i/o采用3.3v电源供电。目前，应用usb端口解决多种电源的供电是最合适的途径，这是为什么?

    ---由于usb端口是新型的热插拔式接口，除了丰富的接口功能外, 还能提供两种电源。一是由低功率usb端口提供的电源为4.4～5.25v、电流为100ma；二是由高功率usb端口提供的电源为4.75～5.25v、电流为500ma。便携式设备均采用usb端口作为接口，所以可以应用usb端口和芯片结合，从而产生3.3v和5v电源，以满足便携式设备中dsp芯片的需要。这里介绍一下利用usb端口为便携式设备提供3.3v和5v电源的设计方案。

    ---通用串行总线（usb）端口除了通信通道d＋与d－(见图1左面usb端口所示引脚)外，还能够提供电源。当便携式设备]用电池供电并连接至usb口进行通信时，就可以采用usb电源对li+电池充电。

    ---图1是利用了usb电源，产生3.3v和5v电源并为li+电池充电的电路图，其中ic1芯片 max1811为li+电池的充电器。采用usb端口电源给电池充电时，对于低功率usb端口,应将ic1芯片的seti端拉低，其充电电流设定为100ma；对于高功率的usb端口,应将ic1芯片的seti端置高, 充电电流应设定为500ma。类似地将selv置高或置低，则ic1芯片被配置为li+电池充电至4.2v或4.1v，ic1的最终充电电量达到了0.5%精度。chg端允许芯片在充电期间点亮led。

    ---图2是利用升压型dc-dc转换器ic2提升电池电压的电路图。ic2芯片max1797将电池电压vbatt升压至5v(vout)，并且vout能够向负载输出的450ma电流。

    ---其低电池电压检测电路和真正的关断能力将保护li+电池不被过放电。这种“真正”的关断功能通过断开电池和输出来实现，将电池电流降低至2μa。低电池电压门限(lb1引脚电平)由vbatt和gnd之间的外部电阻分压器r3与r4（分压器的中点连接至lbi引脚）来设定。将低电池电压输出引脚lbo 连接至关断引脚shdn。则在低电池电压条件下，导致ic2与负载断开。

    ---当低电池电压检测电路将低电压电池与负载断开时，li+电池的内阻将使ic2容易形成振荡。这是因为当电池内阻引起的压降消失后，电池电压将增加，使ic2再次打开。例如0.5ω内阻的li+电池，在源出500ma的电流时，在其内阻上将产生250mv的压降。当ic2电路断开负载时，电池电流将降为0，电池电压会升高250mv。为此，通过低电池在检测电路引入滞回，lbo端的n沟道mosfet管将消除这种振荡。

    ---图2电路的低电池门限电压设置为2.9v。当vbatt降至2.9v以下时，lbo打开(电平提高)，将shdn拉高，mosfet管导通。在mosfet管导通的情况下，电阻r5(1.3mω)和r4(249kω)组成并联电路，将电池的开通电压门限(引脚lb1)提升至3.3v，从而消除了振荡。

    ---从以下公式计算可见:

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    其中 vlb1=0.85v，将r3=604kω， r4=249kω代入公式(1)得低电池门限电压vbatt(turn-off)为2.9v。

    ，将r3=604kω，r4=249kω,r5=1.3mω代入公式(2)，则电池开通电压门限vbatt(turn-off) 提升到3.3v。---图3是利用ic3 芯片max1837 为dc-dc降压型转换器，将5v输出降压至3.3v，并且能够向负载输出高达250ma的电流，效率超过90%。

    ---需要说明的几点

    * 低功率usb端口提供电源4.4v至5.25v，电流100ma；

    * 高功率usb端口提供电源4.75v至5.25v，电流500ma；

    * 由于usb电缆和连接器上的电压降，usb设备必须能够工作至4.35v；

    * usb设备必须保证其最大工作电流低于100ma，直到通