一种宽输出电压的电源管理模块的制作方法

本发明涉及电子设备系统技术领域，尤其涉及一种宽输出电压的电源管理模块。

背景技术：

当今世界，人们的生活已是片刻也离不开电子设备。电源管理芯片在电子设备系统中担负起对电能的变换、分配、检测及其它电能管理的职责，电源管理芯片对电子系统而言是不可或缺的，其性能的优劣对整机的性能有着直接的影响。

例如，在一些常用语音或视频监控的控制系统中，需要为系统的主控模块、gprs模块、定位模块、语言模块、视频模块及其指示电路、复位电路等进行供电，各个模块及其功能区电路的额定电压不一；而常用为系统供电的锂电池只有1.5v、3.0v及3.6v等特定供电范围的型号，如果芯片控制系统中每个模块都独立设置一套供电电池盒，则无形中增加了整个系统的体积空间和重量，使控制系统无法正常搭载在无人机、天车、车载、随身穿戴设备等领域。

电源管理芯片的应用范围十分广泛，发展电源管理芯片对于提高整机性能具有重要意义，对电源管理芯片的选择与系统的需求直接相关，而数字电源管理芯片的发展还需跨越成本难关。当前，如何对电源管理模块的内部结构进行合理布局及组合，是本领域的攻关课题之一。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种宽输出电压的电源管理模块。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种宽输出电压的电源管理模块，其特征在于，主要由以下部分组成：

1)聚合物锂电池充电模块；

2)dc升压模块；

3)dc降压模块。

优选地，所述聚合物锂电池充电模块具体是指基于tp4056芯片的聚合物锂电池，所述tp4056芯片的输入端连接有microusb接口，所述tp4056芯片与microusb接口之间的电路上设有充电指示灯，所述tp4056芯片的输出端连接有聚合物锂电池接口，所述聚合物锂电池接口通过接线端子连接有聚合物锂电池。

优选地，所述microusb接口的输入电压为5v±5％，所述聚合物锂电池的固定输出电压为3.7v。

优选地，所述dc升压模块由sd6271升压芯片及其外围电路构成，所述sd6271升压芯片的输入端与聚合物锂电池连接，所述sd6271升压芯片的输出端电压为5v。

优选地，所述dc降压模块包括sy8089降压芯片，xc6206-2.8v降压芯片和amlll7l13-3.3v降压芯片，所述sd6271升压芯片的输出端并联连接有sy8089降压芯片的输入端及amlll7l13-3.3v降压芯片的输入端。

优选地，所述sy8089降压芯片的输出端连接有xc6206-2.8v降压芯片的输入端，所述sy8089降压芯片的输出端电压为4.2v，所述xc6206-2.8v降压芯片的输入端电压为2.8v。

优选地，所述amlll7l13-3.3v降压芯片的输出端电压为3.3v。

优选地，所述聚合物锂电池充电模块、dc升压模块和dc降压模块集成在同一个pcb电路板上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明将聚合物锂电池充电模块、dc升压模块和dc降压模块集成在同一个pcb电路板上，聚合物锂电池充电模块具体是指基于tp4056芯片的聚合物锂电池，dc升压模块由sd6271升压芯片及其外围电路构成端与聚合物锂电池连接，dc降压模块包括sy8089降压芯片，xc6206-2.8v降压芯片和amlll7l13-3.3v降压芯片；一方面，本发明是将多个电源模块集成到一块pcb单元，这样有利于减小pcb布线，减小系统体积；另一方面，本发明的输出电压为5v、4.2v、3.7v、3.3v及2.8v，基本上满足了2.7-5.5v电压范围的控制芯片及其电子元件模块(诸如扩音器、摄像头、麦克风、gps定位器等)的供电需求同时满足控制系统的各种供电需求，避免增加过多的电源及其管理模块，为芯片控制系统的合理布局设计提供一种新思路。

附图说明

图1为本发明提出的一种宽输出电压的电源管理模块的系统框图；

图2为本发明基于tp4056芯片的聚合物锂电池充电模块的原理图；

图3为本发明聚合物锂电池充电模块的microusb接口的接线示意图；

图4为本发明聚合物锂电池充电模块的聚合物锂电池接口的接线示意图；

图5为本发明基于sd6271的dc升压模块的原理图；

图6为本发明基于sy8089的dc降压模块的原理图；

图7为本发明基于xc6206-2.8v的dc降压模块的原理图；

图8为本发明基于amlll7l13-3.3v的dc降压模块的原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

为了满足一般的轻型控制系统所有模块能够正常工作，本发明设计了一套电源管理模块，整个控制系统供电通过聚合物锂电池供电，电源管理模块分为以下部分：

1)聚合物锂电池充电模块；

2)dc升压模块；

3)dc降压模块。

参照图1-8，本发明将聚合物锂电池充电模块、dc升压模块和dc降压模块集成在同一个pcb电路板上，聚合物锂电池充电模块具体是指基于tp4056芯片的聚合物锂电池，tp4056芯片的输入端连接有microusb接口，tp4056芯片与microusb接口之间的电路上设有充电指示灯，tp4056芯片的输出端连接聚合物锂电池接口，聚合物锂电池接口通过接线端子连接有聚合物锂电池，microusb接口的输入电压为5v±5％，聚合物锂电池的固定输出电压为3.7v。

dc升压模块由sd6271升压芯片及其外围电路构成，sd6271升压芯片的输入端与聚合物锂电池连接，sd6271升压芯片的输出端电压为5v。

dc降压模块包括sy8089降压芯片，xc6206-2.8v降压芯片和amlll7l13-3.3v降压芯片，sd6271升压芯片的输出端并联连接有sy8089降压芯片的输入端及amlll7l13-3.3v降压芯片的输入端；sy8089降压芯片的输出端连接有xc6206-2.8v降压芯片的输入端，sy8089降压芯片的输出端电压为4.2v，xc6206-2.8v降压芯片的输入端电压为2.8v；amlll7l13-3.3v降压芯片的输出端电压为3.3v。

参照图1，整个系统工作流程为：聚合物锂电池首先通过sd6271将聚合物锂电池3.7v升压到5v。输出的5v主要分为两路，一部分为控制系统需要5v供电的模块进行供电，另一部分用于降压模块的降压进行dc/dc转换。降压也分为两路：一是通过sy8089降到4.2v，sy8089输出端接到xc6206-2.8v，将4.2v降低到2.8v；二是通过amlll7l13-3.3v降到3.3v。

参照图2-4，本发明采用3.7v输出电压的的聚合物锂电池，通过tp4056模块对其进行充电。图2为聚合物锂电池充电模块的原理图，u3为tp4056芯片，r1、r2、r3、led外围电路共同组成充电模块，两个led为充电指示灯；图3中j1为microusb接口使用普通的手机适配器或者电脑usb供电接口均能为设备充电，这样方便用户使用；图4中的p1为聚合物锂电池接口，聚合物锂电池通过接线端子，与充电模块相连。

参照图5，sd6271升压模块由sd6271升压芯片及其外围电路构成，主要将锂电池输出电压3.7v升到5v，图5中的u4为sd6271芯片，电感l1、二极管d1、电阻r4、r5、r6为其外围电路，输出端为+5v，与sy8089、amlll7l13-3.3v输入端相连；其中电阻r4、r5为调节输出电压的电阻，为了是输出电压为5v，本发明设置r4＝110kω、r5＝15kω。

参照图6，sy8089降压芯片为降压模块，将sd6271模块输出的电压稳定在4.2v、并用于xc6206-2.8v降压芯片输入。图中u6、电感l2、电容c7、c8、c9以及电阻r7、r8共同组成sy8089降压芯片。电阻r7、r8用于调节输出电压至，为了输出电压为4.2v，设置r7＝330kω、r8＝56kω。输入端为+5v，其输出端为4v2。

参照图7，xc6206-2.8v降压芯片为降压模块，将sy8089降压芯片输出的电压降到2.8v。输入端4.2v串联两个电阻r16＝200kω、r17＝100kω，并将r16、r17中间输出的电压连接到控制系统的电压检测端口，用于电压检测。

参照图8，amlll7l13-3.3v降压芯片为降压模块，将sd6271模块输出的电压降到3.3v。图中u5为amlll7l13-3.3v降压芯片，c2、c3为10uf/16v电解电容，所述c5、c4为0.1uf去耦电容。

由上可知，本发明首先利用基于tp4056芯片的聚合物锂电池充电模块，维持聚合物锂电池充放电的稳定性及安全性；再通过sd6271将聚合物锂电池3.7v升压到5v；输出的5v主要分为两路，一部分为控制系统需要5v供电的模块进行供电，另一部分用于降压模块的降压进行dc/dc转换。降压也分为两路：一是通过sy8089降到4.2v，sy8089输出端接到xc6206-2.8v，将4.2v降低到2.8v；二是通过amlll7l13-3.3v降到3.3v。

因此，本发明的输出电压为5v、4.2v、3.7v、3.3v及2.8v，基本满足2.7-5.5v电压范围的控制芯片及其电子元件模块(诸如扩音器、摄像头、麦克风、gps定位器等)的供电需求，本发明是将多个电源模块集成到一块pcb单元，这样有利于减小pcb布线，减小系统体积，同时满足控制系统的各种供电需求，避免增加过多的电源及其管理模块，为芯片控制系统的合理布局提供一种新思路。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。