基于ATmega16L的便攜設備電源系統(tǒng)設計

LTC1628是高性能降壓式雙開關(guān)穩(wěn)壓控制器，可驅(qū)動各同步N溝道功率場效應管MOSFET。該控制器以恒定頻率電流型工作方式允許調(diào)節(jié)頻率可高達300 kHz。通過兩個控制器輸出級異相工作，最大限度降低了由輸入電容器的等效串聯(lián)電阻(ESR)引起的功耗和噪聲。3．5～30 V(最大為36 V)的寬輸入電源電壓范圍適用于所有類型的電池。控制器的RUN／SS引腳提供了軟啟動，并實現(xiàn)可選定時的短路停機。
由于12 V的直流輸出電壓，處于4節(jié)鋰離子電池串聯(lián)的正常放電電壓范同(11～14．8 V)內(nèi)部，所以需要選擇一款能夠?qū)崿F(xiàn)升降壓的電源控制芯片。LTC3780是一款高性能的能降壓-升壓的開關(guān)型穩(wěn)壓器，可在輸入電壓高于、低于或等于輸出電壓的條件下工作。恒定頻率電流模式架構(gòu)提供了一個高達400 Hz的可鎖相頻率，可以在4～30 V寬輸入和輸出范圍內(nèi)實現(xiàn)不同工作模式間的無縫切換。借助于LTC3780為核心控制芯片，可以無縫切換Buck-Boost開關(guān)模式，高效率地升壓或降壓，具有自動穩(wěn)定輸出電壓的作用，使蓄電池外特性有質(zhì)的飛躍。

4 程序流程圖
ATmega16L的主程序流程圖和定時器中斷例程如圖5所示。程序結(jié)構(gòu)采取前后臺程序結(jié)構(gòu)，對實時性要求比較高的電壓電流的采樣、開關(guān)控制和串口任務放在定時中斷中進行處理，對實時性要求不高的LED控制、剩余電量的計算、串口命令解析等任務放在主程序循環(huán)中進行處理。

5 結(jié)束語
針對便攜設備應用需求而設計的電源管理系統(tǒng)，可實現(xiàn)外部適配器供電和內(nèi)部電池組供電的自動切換，利用專用充電控制芯片可以安全、高效率、大電流、精確的為電池組充電，微控制器可以方便進行充電狀態(tài)監(jiān)控。微控制器可以根據(jù)電池放電電流和電壓，計算出電池內(nèi)阻，從而得出電池組剩余電量，計算的精度可以達到1％左右，基本滿足便攜設備的需求。同時，微控制器與嵌入式主板進行交互，實現(xiàn)了便攜設備的開關(guān)機和電源狀態(tài)的顯示。本電源系統(tǒng)簡單可靠，功能完備，可根據(jù)不同便攜設備需求進行靈活修改，具有很強的兼容性。
根據(jù)上述設計的電源系統(tǒng)已應用在北京市高速公路便攜式收費機上，至今生產(chǎn)了500余套，運行穩(wěn)定，在一定程度上緩解了北京市高速公路收費站擁堵的問題。