一种基于低功耗单片机SN8P2711A的移动电源设计

随着3G移动互联网和智能终端的日益普及，随身可携带移动式电子产品越来越多、越来越普及。大屏幕智能手机、平板电脑、笔记本电脑、数码相机等便携式电子产品一般都使用可充电的锂离子供电，但是当电池没电时，就无法使用了。目前数码产品功能日益多样化，使用也更加频繁，如何延长移动电子产品使用时间，发挥其最大功用的问题就尤为重要了。为了保证外出时能让电子产品随时拥有充足的电能，一些用户开始选择移动电源给电子产品充电川。移动电源可以看成一种集储电、供电和充电功能于一体的便携电池充电器，可以给手机、平板电脑、相机等数码产品随时随地充电或待机供电，对移动电源的研究和开发也越来越多。移动电源技术可以说是固定电源技术的一种延伸和发展，本文结合充电器及单片机设计技术提出了一种移动电源的设计方案。

1移动电源基本架构及关键技术

移动电源是一种采用可充电电池作为储电单元，通过升压或者降压的方式输出能量，可以通过用电器直流电源输入接口直接对用电器供电或者充电，以达到为便携式电子产品续航的目的。移动电源的基本构成一般由可充电电池、升压或降压电路、充电管理电路、电池保护电路、控制电路等组成，基本架构示意图如图1所示。

从移动电源的基本构架上看，可以把移动电源的结构简化为电池和电路保护板。电池的材料、体积、容量等都直接影响移动电源的质量。目前手机等随身携带的电子产品移动电源的电芯多为聚合物电池。新一代的聚合物电池的聚合物化程度很高，所以可做到面积任意化和形状任意化、薄形化。而且．聚合物电池的单位能量比一般锂电池的单位能量提高了50％．其容量、安全性、充放电特性、工作环境、使用寿命以及环保性能等方面都较一般锂电池有大幅度的改善。电路保护板是移动电源的主要电路设计．对移动电源的性能及安全性的影响很大。该电路板主要功能是实现对电池的充电、放电管理，以及对电池的保护。如果失去了对电池的保护，移动电源将成为随时会燃爆的手雷。移动电源使用的电池电压一般都在2．7～4．2 V，电压随着电量的下降而下降，而2．7～4．2 V的电压是不能直接给其它数码产品充电或供电的，所以移动电源要向外输出电能必须有升压控制电路。由于采用聚合物电池作为移动电源的初始储能，当储能用完，就要补充，因此聚合物锂电池必须有充电控制电路。

2硬件电路设计及关键芯片介绍

随着集成电路技术的飞速发展，电路保护板的各个功能实现有很多方案。根据移动电源的基本架构给出硬件设计框图如图2所示。

2.1单片机控制电路设计

SN8P2711A是一个拥有RISC-1ike的高性能和低功耗系统，价格非常便宜，引脚相对较少，广泛应用于小家电、温度测量、高端智能型充电器、开关电源等领域。本设计选用SN8P27llA单片机作为移动电源的控制系统。具体电路设计如图3所示。

该控制电路主要完成采集电压、控制充放电的工作状态、电量指示等功能。开关s1实现整个系统的打开与关闭。四个发光二极管用来指示充放电状态下的电量。P4．0口连接升压电路输出端控制信号ON/OFF。控制升压电路是否输出到负载。P4.1连接升压芯片S8355的开关控制端子ON/OFFl，控制芯片进行启动或者停止升压工作。P4.2口采集输出电压．将接收到的采样电压进行AD转换，检测输出负载电压是否正常。P4.3和P4.4口采集聚合物电池电压和电流信号，将接收到的采样电压进行AD转换。检测输出负载电压是否正常。P0.0口先检测外界是否有输入电压，然后控制充电电路是否工作。P0.4口作为检测指示充满电的信号，当聚合物电池充满电时，AP5056的STDBY端口输出低电平信号，送到P0.4口检测，检测到低电平，控制P0.0口输出低电平，从而使AP5056处于休眠状态，停止充电。由于该单片机采用内部聚合物电池供电，在充放电过程中电压不稳定，为了保证单片机的供电稳定，采用Xc62063低压差大电流稳压器进行稳压。

2.2电池充电管理电路

充电管理电路采用芯片AP5056，该芯片可以对聚合物锂电池进行恒流／恒压充电，外围只需接极少的元器件，可以适应USB电源和适配器电源工作，非常适用于便携式应用的领域旧。充电输出电压为4.2 V．充电电流可以通过一个外部电阻设置。在恒压充电阶段，当充电电流降至设定值1/10时，AP5056将终止充电循环。其它功能包括输入电压掉电自动进入睡眠模式、电压输入过低锁存、芯片使能控制输人、自动再充电、充放电状态指示以及电池温度监控等功能。充电管理电路如图4所示，CE引脚输入连接单片机的P0.0端口，当CE为