用于PC机5V电源的微型UPS设计

　　3 关键参数计算

　　3.1 MAXIM668芯片频率计算

　　MAXIM668允许的频率范围是100KHz-500KHz，其芯片的频率设定公式如式(1)所示。由式(1)可知，选定不同的芯片的工作频率fosc即可求得Rosc。本文取fosc为100KHz，可求得Rosc

　　3.2 MAXIM668反馈电阻计算

UPS系统指标要求是输出5V电压，根据MAXIM668芯片的反馈电阻设定的公式

　　在此，Vout=5V，VREF=1.25V。选择R3=10KΩ，则R2=30KΩ。

　　3.3 Boost电路中电感值计算

　　本文中的蓄电池采用三节1.2V串联给Boost电路供电为3.6V。为了满足PC机的可靠供电，设定电感L上的电流纹波必须为PC机允许范围内，这里取纹波为50mA，则I(peak-peak)=100mA。由f=100KHz，则T=10μs，由升压斩波电路输出输入电压与开关管通断时间的关系如式(3)。

　　3.4 供电时间计算

　　对于UPS系统，在切换至UPS后能让负载维持正常供电的时间也是我们所关心的。在蓄电池选定后其安时数一定，因此供电时间由负载所需电流决定。针对本系统给定负载所需电流Iload为3A，蓄电池的安时数为150mAh，则供电时间为3分钟。也就是说在断电3分钟时间之内，PC机可以对数据进行保存处理，保证了市电正常后可以正常运行。

　　4 实验结果分析

　　4.1 UPS主电路实验结果

　　图5为UPS工作时的实验波形。在其中1为Boost电路中MOSFET的驱动信号波形(每格5V)，2是Boost电路中MOSFET的漏极波形(每格2V)，3是Boost电路的输入电压(以及蓄电池电压)波形(每格2V)，4号是Boost电路的输出即UPS最终输出的电压波形(每格5V)。可以从图中看出UPS系统在切换后仍然可以提供稳定的5V电压给负载。

　　图6所示为切换单元在进行切换时的波形。图中0～42ms为切换开关接到开关电源端的波形，42ms后为切换开关接到UPS端的情况。其中1是MAXIM668的片选信号即检测单元的输出out的波形，2是MAXIM668输出给开关管栅极的控制信号波形，3号是UPS系统最终输出电压Vout波形。

　　从图中可以看出，市电在42ms时刻之前中断，系统可以迅速检测到中断信号使MAXIM668工作产生驱动信号，并且UPS系统立即启动，反应速度快，输出的直流电压为稳定5V。

　　5 结论

　　本文设计了一种基于MAIXM668升压斩波电路的微型UPS系统。控制电路采用MAXIM公司的MXAIM668芯片。整个系统电路简单，响应速度快。实验验证了该方案的有效性。