便携式仪表电源的设计

图2中的一些电路参数的说明如下：

——磁芯电感L1、L2可选用CoilCraft（线艺）的DO1608C-103表贴磁芯电感，电感值为10μH；

——肖特基二极管D1、D2也可选用其他型号，只要反向耐压大于16V即可；

——电阻R1和R2的比值决定了LCD对比度输出的电压值VLCD（对应图中的VOUT2），关系式为R1=R2×|VLCD|/1.25V，其中R1的取值范围为500kΩ～2MΩ；

——电阻R3和R4的比值决定了主输出电压值VOUT(对应图中的VOUT1)，关系式为R3=R4×[(VOUT/1.25V)－1]，其中R4的取值范围为10～200kΩ；

——电阻R5和R6的比值决定了系统欠电压监测的门槛电压值VTRIP，关系式为R5=R6×[(VTRIP/0.614V)－1]，其中R6≤130kΩ。

当电池电压正常时，电池电压过低输出管脚LBO（Low-BatteryOutput）输出保持高电平；一旦电池电压低于门槛电压VTRIP时，LBO管脚输出变为低电平。如果不使用欠电压监测的话，只需将第3管脚（LBI）接地。

使用0805表贴元件，则此电源模块在电路板上实际尺寸只有22mm×17mm。此电源模块的应用比较灵活，可以根据实际系统的需要，按照以上关系式选取相应的电阻值，得到需要的电压输出。

3.2 使用单电压输出的DC/DC变换器从系统中其它器件上借用辅助电源

对于电路中还包括RS-232串行接口的系统来说，还有一种仅使用单输出DC/DC电压变换器件就能满足上述要求的电源处理方法：选用单电压输出DC/DC变换器得到＋5V输出，使用MAX202E完成RS-232串行接口，借用其内部的双路电荷泵电压转换器的负电压输出为LCD提供对比度调节负电压。一般来说，单一的电池电源输入得到单一的＋5V输出的DC/DC升压正电压变换器件品种很多，选择的余地较大，外围电路也更简单一些，这里不作特别说明。以下主要给出借助MAX202E得到－10V电压输出的方法。

MAX202E是＋5V供电的双路RS-232驱动器，它的内部还包含了＋5V及±10V的两个电荷泵电压转换器，其中倍压输出电荷泵使用电容C1，在输出滤波电容C3上得到＋10V输出；倒相电荷泵使用电容C2，在输出滤波电容C4上得到－10V输出；电压输入的旁路电容为C5；正常的使用中，这5个电容都可以使用普通的0.1μF电容，其典型电路连接如图3所示。

图3 MAX202E典型电路连接原理图

MAX202E允许电荷泵产生的±10V作为电源输出，当借用电荷泵的倍压输出或倒相输出作电源使用时，只需增大相应的电荷泵电容C1或C2（10μF以内），就可以维持器件的工作性能；若相应的输出滤波电容C3或C4选用更大的电容值（10μF以内），则可减小电源的输出阻抗[2]。使用这种方法也不失为一种简化外围电路的好办法。

4 结语

便携式仪表是仪表行业的一个发展趋势，它的硬件可以看作是一个完整的单片机系统，包括了多种形式的输入输出，整个系统的电源管理是一个重要的问题，在设计具体的电源模块时要注意如下几个方面：

——为降低系统功耗，减小仪表体积，应尽可能地选用CMOS器件；

——根据容许的空间和需求的容量合理地选择电池，从互换性角度考虑应尽量选用普通电池作为电源；

——选用合适的电源稳压变换器件，在满足电源需求的前提下，使电源模块的外围电路简单，减小占用空间；

——当要实现多电压输出时，既可以直接选用具备相应功能的电源稳压变换器件，也可以充分利用电路中已有器件的辅助电压输出，达到简化外围电路的目的。