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        摘要：在多功能智能儀器儀表中，在不同的工作現(xiàn)場，有時需要不同的供電方式。目前來說，在電源的研究方面，冗余電源和多種供電方式是現(xiàn)在的研究熱點。冗余技術(shù)已經(jīng)比較成熟，應(yīng)用也比較廣泛，現(xiàn)在很多儀器儀表都是基于冗余電源設(shè)計的。多種供電方式應(yīng)用的也比較多，但是把多種供電方式集成于同一電子產(chǎn)品中的還不多。本文實現(xiàn)了兩種供電方式的設(shè)計，并使其應(yīng)用于多功能手持測試終端，有效降低產(chǎn)品的成本，并且為設(shè)備維護帶來了方便。
　　
　　1、兩種供電方式的設(shè)計
　　
　　在電子產(chǎn)品的供電系統(tǒng)中，比較普遍的是基于鋰電池供電，比較新穎的是總線供電系統(tǒng)。本設(shè)計集成了總線供電和鋰電池供電兩種方式，并對兩種供電方式進行了特殊處理，避免了其中一套供電時對另一套電源造成的影響。
　　
　　1．1總線供電電路
　　
　　總線供電系統(tǒng)就是通過總線給掛在總線的設(shè)備提供電壓，本設(shè)計能給設(shè)備提供5V、3．3V和1．8V的電壓。因為RJ45輸出標(biāo)準的+24V，為了得到5V、3．3V和1．8V的電壓，必須進行電平轉(zhuǎn)換。本設(shè)計是通過LM2576-5、ASlll7-1．8和ASlll7-3．3電源轉(zhuǎn)換芯片，得到所需的電壓?？偩€供電電路如圖1所示。　　
　　RJ45提供的24V電壓通過電阻熔絲，輸入到電壓轉(zhuǎn)換芯片LM2576-5HV的VIN端，從FOB輸出5V的電壓VCCl。VCCl經(jīng)過去耦和濾波后，輸入到電壓轉(zhuǎn)換芯片ASlll7-1．8V和ASlll7-3．3V的IN端，得到1．8V的電壓和3．3V的電壓DVCC。同時，總線供電也可以給鋰電池提供充電電壓，鋰電池充電控制芯片的充電電壓是3．5～7V，所以可以用VCCl為其充電。具體實現(xiàn)時，在VCCl和MAXlll5的DC輸入之間設(shè)計了一個充電開關(guān)。當(dāng)采用總線充電時，把開關(guān)打到開的位置；當(dāng)采用充電適配器充電時，把開關(guān)打到關(guān)的位置。
　　
　　1．2鋰電池供電電路設(shè)計
　　
　　在鋰電池供電系統(tǒng)中，電池輸出電壓經(jīng)過TPS60110、TPS60l00電源芯片，電平轉(zhuǎn)換后，得到所需的5V、3．3V和1．8V電壓。在充電電路中，MAXl555作為控制芯片。MAXl555通過充電接口和AC適配器電源為單節(jié)鋰離子（Li+）電池充電。它不需要外部FET或二極管，可以接受zui高7V的輸入電壓。片上溫度限制簡化了PCB布局，通過優(yōu)化充電速率，可以在電池狀況和輸入電壓處于zui糟糕的情況下不受散熱問題的制約。當(dāng)達到MAXl555溫度限制時，充電器并不關(guān)斷，而是逐漸降低充電電流。電池充電電路如圖2所示。　　
　　充電電壓輸入到VCC_PLUG，開始給鋰電池充電，指示燈D1變亮，表明充電完成。
　　
　　為了得到3種規(guī)格的電壓（5V、3．3V和1．8V），需要對鋰電池的輸出電壓實行電平轉(zhuǎn)換，這里選擇TPS601lO和TPS60100兩款集成DC-DC的電荷泵芯片。TPS60110能輸出5V±0．2V的電壓，TPS60100能輸出3．3V±O．132V的電壓。兩款芯片具有如下特點：
　　
　?、賨ui高可以輸出300mA的電流；
　　
　?、诰哂休^寬的輸入電壓范圍；
　　
　　③低功耗輸出時具有能量存儲功能；
　　
　?、苣芎芎玫匾种齐姶鸥蓴_。
　　
　　兩款電源轉(zhuǎn)換芯片的外圍電路比較簡單，只需要在外面配置輸入電容、輸出電容及電感，具體電路如圖3所示。　　
　　由于系統(tǒng)還需要1．8V的電壓，所以通過1片ASlll7-1．8V實現(xiàn)1．8V電壓的轉(zhuǎn)換。
　　
　　2、兩種供電方式的應(yīng)用
　　
　　基于工業(yè)以太網(wǎng)和工業(yè)無線通信的手持測試終端是一款多功能的測試設(shè)備。該手持測試終端采用的是AT91系列ARM微控制器芯片，它包含了微處理器（AT91R40008）、存儲器、通信模塊、總線供電通信接口、顯示終端、無線通信模塊、手持鍵盤等重要組成部分；其集成EPA（Eth-ernetforPlantAutomation）和IEEE802．15．4（低數(shù)據(jù)率的WPAN標(biāo)準）兩個協(xié)議。它能實現(xiàn)有線和無線現(xiàn)場的網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場測試、EPA協(xié)議分析和設(shè)備標(biāo)定。由于其應(yīng)用于兩種工業(yè)現(xiàn)場，因此采用了兩種不同的供電方式，即在工業(yè)以太網(wǎng)中通過總線供電的方式進行供電，在工業(yè)無線的傳輸方式應(yīng)用鋰電池供電，在總線供電正常工作的同時可以對鋰電池充電，也可以用外接的電源適配器鋰電池充電。其硬件框圖如圖4所示。　　
　　3、兩種供電方式在手持終端中的電壓特性
　　
　　在手持測試終端的應(yīng)用中，對兩種供電方式的電壓特性進行了多次測量。手持測試終端穩(wěn)定工作時的電壓情況如表1所列。　　
　　4、結(jié)語
　　
　　本文較為詳盡地介紹了兩種供電方式的硬件實現(xiàn)過程，重點突出其在手持測試終端中的應(yīng)用。兩種供電方式的設(shè)計，能提供5V、3．3V和l．8V的電壓，滿足了一款智能儀器應(yīng)用于多工業(yè)現(xiàn)場所需的兩種供電方式的要求，在多功能智能儀器儀表的設(shè)計中，有著廣闊的應(yīng)用和市場前景。