第二次硬件尝试之开关电源


为了能使树莓派脱离有线的束缚,我这次就做一个简单的锂电池充放电电路来练练手(●ˇ∀ˇ●)
(第一次做了更为简单的STM32-UARTHUB)
电源芯片选择的是珠海智融科技有限公司的SW6124,SW6124是一款高度集成的电源管理IC,适用于快速充电移动电源应用。 它集成了4A开关充电器,18W同步升压,PD / QC / FCP / PE / SFCP快速充电协议,电量计和电源控制器。 SW6124借助简单的外部组件,为快速充电电池管理提供了交钥匙的高效解决方案。

手册最后给出了电池管理充放电应用电路图:
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已经比较符合我们的需求了,我们在其之上稍作更改,去掉了USB-A和Micro USB的接口,仅保留USB Type-C接口。并且使用一个单刀双置开关切换USB供电与电池供电。
原理很简单,在插入USB TypeC时,使用开关将5V输出直接与TypeC电源连接,直接向树莓派供电,与此同时,TypeC电源也向电池充电。在未插入USB时,使5V输出与Boost电路输出端相连接,使用电池进行供电。
画出原理图:
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TypeC接口部分;
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开关,树莓派插针部分;
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芯片电量显示部分;
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芯片Boost电路(3.7V->5V)及控制部分。
这个电路最重要的部分就是开关电源部分,好在SW6124集成了开关管以及控制电路,我们只需要外加一个电感就能实现Boost升压的功能。

最后就是PCB绘制:
首先进行布局布线。简单的PCB布局可以按照原理图的分布进行,并且要合理设计接口位置,注意芯片手册上的说明和注意事项。布线过程中注意根据线所流经的电流大小调整线的粗细,上层下层横纵交错,GND网络使用覆铜进行连接。
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接下来是覆铜。对于信号要求较高的板子,最好分离信号地与电源地,并且在覆铜结束后检查是否留有未接通的GND网络,进行微调(比如打过孔)。
最终一个简单的锂电池充放电电路板就绘制完成了,接下来就是焊接和调试啦!
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