基于SP6641的手持设备电源设计

　　1 引言

　　目前，由电池供电的各种电子产品及便携式仪器仪表更多倾向于低电压、低功耗、微型化设计，其电源管理系统都需DC/DC转换器。此转换器的核心是输出精度、转换效率、启动电压等。这里介绍一款结构简单、体积小、效率高、功耗低的升压型PFM控制DC/DC转换器-SP6641，并详细给出该器件在心理测*手持数据采集系统电源管理中的应用。

　　2 SP6641器件简介

　　SP6641是一款手持式低功耗-低压-升压型DC/DC转换器，能在输入电压动态范围较大时为单片机系统提供稳定的直流电源，其静态电流极低，电池转换效率高，性价比高，多用于电池供电设备SP6641的静态电流为10μA，有1个0.3Ω的N通道充电开关，最低启动电压0.9V，并具有0.33 A或1.0A感应电流限制模块。SP6641器件采用5引脚SOT-23贴片封装形式，其引脚配置如图1所示。

　　2.1 性能特点

　　该器件的性能特点如下：极低静态电流为10μA;宽输入电压范围为0.9~4.5 V;1.3 V输入时，IOUT可达90 mA(SP6641A-3.3 V);2.6 V输入时，IOUT可达500 mA(SP6641B-3.3 V);2.0 V输入时，IOUT可达100 mA(SP6641A-5.0 V);3.3 V输入时，IOUT可达500 mA(SP6641B-5.0 V);固定输出电压为3.3 V或5.0 V;电源转换效率高达87%;0.3Ω NFET RDSon;0.33 A感应电流保护模块(SP6641A);1 A感应电流保护模块(SP6641B);逻辑关断控制;SOT-23-5封装。

　　2.2 使用方式

　　SP6641不同版本具有不同的功率和固定的输出电压(3.3 V、5.O v).在应用时可根据实际使用情况加以选择。SP6641提供两种不同功率的版本型号，如SP6641A和SP6641B，这两者的引脚是一样的，但所提供的最大输出电流不一样，外围元件也不同。输入电压下降时，输出电流也下降，VBATT为1.3 V时输出电流分别为90 mA(SP6641A)，200 mA(SP6641B)。当需要不同的输出电源电压时.只需选择不同后缀的版本型号。图2为SP6641B电源电路原理图。

　　3 SP6641B在手持设备中的应用

　　3.1 手持设备设计方案

　　在设计时，首先根据需要输出的固定电压、最大工作电流确定相应的电源器件。再根据电源器件确定电源电路和外围元件。手持设备采用低功耗型单片机(MCU)MSP430F123A作为主控制器，扫描由0～9数字组成的键盘响应，然后通过LSD-RF1100-A433无线模块实现数据的无线传输，该手持设备的原理结构框图如图3所示。

　　LSD-RF1100-A433无线模块是基于TI公司的CC1100的射频模块，该模块工作电压为3～3.6 V，工作电流小于30 mA。单片机MSP430F123的工作电压为1.8～3.6 V，工作电流小于2 mA。考虑到实际使用的方便性，采用普通2节5号碱性电池作为供电电源，为保证系统正常工作，需要设计提供稳定的3.3 V电源电路，供电电流不小于50 mA，并且在电池电压为1.5 V时仍能保证3.3 V稳定输出。为延长手持设备的工作时间，这里采用具有升压功能的SP6641B设计电源电路，为手持设备提供较长时间稳定的3.3 V电源。