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[STM32H7] stm32h7掌机锂电池供电电路设计

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发表于 2021-1-17 16:10:03 | 显示全部楼层 |阅读模式

我是一名电子爱好者,硬件初次接触。最近想为自己的stm32h7掌机设计底板电路,实现18650锂电池来为掌机供电,这才是一款真正移动掌机。于是设计了如下电路图,还请各位硬件大佬指教。选型取值是否合理?电路存在什么问题不?
1.jpg
图1
【设计思路】
TP5410是南京拓品微电子出的一款5V/1A输入,5V/1A输出的锂电子充电升压二合一芯片。选择它目的是为了最大化简化电路。该芯片特性是,插入5V/1A充电器(准备用华为手机的tpye c充电器给我底板充电),给电池充电,此时升压电路停止工作。当拔下充电器,升压电路工作,由锂电池升压至5V给电路供电。官方给出的设计图纸为图2
2.jpg
图2
1、我设计的图纸基于官方,但进行了改进。第一个PMOS(Q1)目的是实现,当插入5V/1A充电器时,不仅能为锂电池充电,还能给后续电路供电。为啥不使用二极管呢?因为二极管有0.7V压降,(5-0.7)=4.3V,不足以给LM1117-3.3芯片提供足够压差,因此,希望严格的5V输出,因此使用了Q1。
2、第二个PMOS(Q2)作用是实现点触按键开机,和软件关机。即,持续按下K1按键,Q2导通,为stm32h7最小系统提供电源,当
最小系统 稳定后,通过IO1输出高电平,使得电路能够持续导通。如何关机呢?打算在emwin界面中做个关机按钮,按下该按钮后,IO1输出低电平关机。
【参数分析】
1、Q4三极管作为开关管用。Ube=0.7V,Ib=(5-0.7)/2k=2.15mA,大于1mA,使得Q4导通。Uce=0.3V,R2上流过的电流等于Ic,Ic=(5-0.3)/2k=2.35mA,不足以达到β倍的Ib。因此Q4工作在饱和区。R8目的是为保护Q4三极管而存在,当 Q4三极管 b 极发生雷击或静电,有一个释放的通路。且与R5组成偏置电阻提供Ib。
2、Q1是PMOS管,上电时候,通过内部的寄生二极管在S极形成5V电压,而Q4三极管导通后,PMOS的Ugs约等于4.7V,大于PMOS导通的门槛电压,因此Q1导通。R2取2k目的是:因为 MOS 管存在 Cgs 杂散电容,如果没有此限流电阻,上电瞬间会直接给 Cgs 充电,造成浪涌电流,损坏 MOS 管。 MOS 管下拉的 2K 电阻作用是给 Cgs 杂散电容一个通路,并且当 MOS 管 g 极发生雷击或静电,有一个释放的通路。
3、K1目的是点触按键实现给Q2 PMOS管提供Ugs电压大于门槛电压,使得持续按下点触按键5V电源持续导通。当stm32h743最小系统稳定后,通过IO1持续输出高电平,Q3三极管持续导通。
电路设计也才接触,还请各位硬件大佬指教。选型取值是否合理?电路存在什么问题不?
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发表于 2021-1-17 18:59:11 | 显示全部楼层
为什么要把电池升压到5V再稳压到3.3V?直接用低压差稳压不行吗。如果系统复杂的话可以考虑多稳压芯片供电,一个单独供MCU使用,关机时可灵活运用低功耗模式,其它的器件供电由MCU控制使能,功耗也不会太大
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 楼主| 发表于 2021-1-17 21:14:58 | 显示全部楼层
奋进love 发表于 2021-1-17 18:59
为什么要把电池升压到5V再稳压到3.3V?直接用低压差稳压不行吗。如果系统复杂的话可以考虑多稳压芯片供电, ...

因为该芯片给锂电池充电时,锂电池是不工作的,直接通过5V充电电源给系统供电
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发表于 2021-1-18 08:44:11 | 显示全部楼层
当你还在用LM1117-3.3这样的芯片的时候,就说明你这个就没法做到低功耗,锂电池也就无法长时间供电。
你的电路只是截取了一部分,没办法看到当你插入USB供电时,锂电池是如何切换供电的。
建议后面用低dropout的LDO,USB供电时接LDO输出3.3V,电池供电时也接LDO输出3.3V。USB供电时切断锂电池供电,给锂电池充电。
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 楼主| 发表于 2021-1-18 14:37:35 | 显示全部楼层
lvehe 发表于 2021-1-18 08:44
当你还在用LM1117-3.3这样的芯片的时候,就说明你这个就没法做到低功耗,锂电池也就无法长时间供电。
你的 ...

请教下,推荐的低压差LDO 型号可以告知下吗
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发表于 2021-1-18 16:28:53 | 显示全部楼层
你到某宝,卖元件的店铺里有分类,低压差稳压芯片。根据自己系统选合适的就好,
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发表于 2021-1-18 17:52:19 | 显示全部楼层
用PMIC,比如AXP221
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发表于 2021-1-18 18:00:14 | 显示全部楼层
芯跳不止 发表于 2021-1-18 14:37
请教下,推荐的低压差LDO 型号可以告知下吗

TOREX(特瑞仕)
日本的不错。
LOWPOWER(微源半导体)
比特瑞仕便宜
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 楼主| 发表于 2021-1-18 22:30:36 | 显示全部楼层

电源管理芯片,这么高端的东西还没用过呢
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 楼主| 发表于 2021-1-18 22:32:28 | 显示全部楼层
西点钟灵毓秀 发表于 2021-1-18 18:00
TOREX(特瑞仕)
日本的不错。
LOWPOWER(微源半导体)

谢谢你的建议,我进他们官网看看。话说低压差芯片除了所需压差比较低,对比asm 1117 3.3还有什么区别不
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