單片機(jī)usb供電電路原理圖（一）

本文以500ms為開關(guān)最高開閉時(shí)間，介紹一種既能用交流供電又能用電池供電的電源電路。該電源電路供電能力約為1W。該電源電路在正常情況下可用交流供電。用市售的聽單放機(jī)的小變壓器即可。從電源插孔DC拔出小變壓器插頭則電路自動(dòng)由電池供電，插上插頭則自動(dòng)由交流供電。若電源電流不足，則可修改T1三極管為復(fù)合三極管，以擴(kuò)大其供電電流的能力。

一般在單片機(jī)系統(tǒng)功率不大的情況下，本電路可滿足要求，且電路結(jié)構(gòu)簡單，易于自制。交直流電源供電的自動(dòng)轉(zhuǎn)換原理：購買變壓器時(shí)，應(yīng)使其額定直流電壓大于等于電池電壓的1.1倍。一般單節(jié)干電池的電壓新用時(shí)電壓大干1.5V，約為1.65V左右。干電池在使用過程中電池端電壓逐漸下降，內(nèi)阻逐漸增大，直至電池報(bào)廢。本電源電路在交直流電源同時(shí)有電時(shí)，由于交流電源電壓高于直流電壓使二極管D不導(dǎo)通，電路由交流供電。如交流電源無電或電壓低，則二極管D自動(dòng)導(dǎo)通，負(fù)載由電池供電。

本電路在合上開關(guān)K后，后續(xù)電路可延時(shí)約0.5s，以躲過電源開關(guān)的閉合時(shí)間（包括觸點(diǎn)顫抖時(shí)間）．并可在小于Ims的時(shí)間內(nèi)建立電壓。以保證上電復(fù)位需要。電路圖如上圖所示。

圖中由R1、C2、R2、R3、U1組成電容充電延時(shí)回路。R1、C2為電容充電回路，R2、R3電阻決定B點(diǎn)基準(zhǔn)比較電壓．U1為比較器。R4是為了提高Ul的跳變時(shí)間而加的反饋電阻。Ul的跳變時(shí)間即是電路電壓建立時(shí)間。開關(guān)K合上后，電源通過Rl為C2充電。此時(shí)C2的端電壓（即A點(diǎn)電壓）由0逐漸上升。A點(diǎn)電壓上升至B點(diǎn)電壓（即由R2、R3確定的基準(zhǔn)比較電壓）時(shí)，U1跳變輸出低電平。C1為電源穩(wěn)壓電容。

C3、C4為抗干擾電容，C3用于抗低頻干擾，C4用于抗高頻干擾。Cl、C2、C3可選電解電容。C4則選瓷片電容、云母電容等高頻電容。C4的取值范圍在0.01-0.1uF之間任一值皆可。電源的本身功耗主要集中于T2，且隨著輸入電壓升高而增大。T1由于管壓降只有0.4V左右，所以管耗較低。T1為開關(guān)管，它的管耗不隨輸入電壓的變化而變化，只與電源的輸出電流有關(guān)。元器件選擇見電路元器件表。

對(duì)原理圖而言，在印制板圖中沒有電源插孔DC、整流二極管D、電池BATTERY和開關(guān)K，多了IN和OUT兩個(gè)接插件。其中JN插座插從開關(guān)K處輸入的電源插頭．OUT插座插輸出給單片機(jī)系統(tǒng)的電源插頭。原理圖中的其余元件則固定在電路板外的電源盒上，電路由接插件連接。下圖是印制板電路圖。

在制作電路時(shí)，要注意開關(guān)K的選擇，一般地說拿起開關(guān)，合上時(shí)能聽到“卡嗒”，一聲，“卡嗒”聲清脆則表示開關(guān)中的彈簧有力，可保證開關(guān)合上的時(shí)間遠(yuǎn)小于0.5s。電池組電壓應(yīng)在7~18V之間。四節(jié)干電池的額定電壓為6V．故如用干電池供電則應(yīng)用五節(jié)干電池。除去T1、T2、D共不到2V的管壓降后，電池仍可向單片機(jī)系統(tǒng)正常供電。

若要加大電路的輸出電流，要修改T1三極管。當(dāng)輸出電流增大或電源輸入電壓較高時(shí)，視情況應(yīng)為T2加裝散熱片。同時(shí)也要考慮電池的供電能力。此電路最好與單片機(jī)控制系統(tǒng)做在一起而不是作單獨(dú)的電源使用。

單片機(jī)usb供電電路原理圖（二）

功率放大電路中的前置放大器，一般都采用雙電源供電，即對(duì)稱的正負(fù)電源供電。業(yè)余制作時(shí)，會(huì)碰到手頭無雙電源的情況，這就給制作帶來困難。本例介紹利用TDA2030將單電源轉(zhuǎn)換為雙電源給前置放大器NE5532供電。

TDA2030（IC1）是一種高效的運(yùn)算放大器，利用它的互補(bǔ)輸出就可將單極J跬電源轉(zhuǎn)換成所需要的雙極性電源。在圖中阻值相等的R1、R2形成一個(gè)分壓器，分壓器的中點(diǎn)接到IC1運(yùn)算放大器的同相輸人端，且IC1接成電壓跟隨器，使“0”端和“0′”端電位相等。“0′”端又是虛地點(diǎn)，它與輸入電源的接地端完全隔離。C2、C3分別為正、負(fù)電源的濾波電容。正電源從C2的“＋”端輸出，加到IC2（NE5532）的8腳；負(fù)電源從C3的“－”端輸出，加到IC2（NE5532）的4腳；“0”端為IC2的接地端。

單片機(jī)usb供電電路原理圖（三）

具有快充功能兼向負(fù)載供電的電源供電電路，符合于一般使用要求，輸出電壓為5V，輸出電流最大為500mA，待機(jī)狀態(tài)下該裝置的電源電流僅為10μA；在給負(fù)載供電的同時(shí)能對(duì)電池充電，充電到一定電壓值時(shí)自動(dòng)終止。電路如圖所示。

具有快充功能的電源供電電路

電路工作原理：該電路采用MAX712作為NiMH電池充電控制器，其輸人電壓范圍為電池電壓E±（1～20）V，最小為5V，可對(duì)1～16只電池串聯(lián)充電，具有給負(fù)載供電的同時(shí)進(jìn)行充電的功能。具有從快速充電到涓流充電自動(dòng)轉(zhuǎn)換的特點(diǎn)。該裝置中，根據(jù)電池的容量（1.6A·h）設(shè)置電池?cái)?shù)量（1.2V×6）和定時(shí)（264min），輸人電壓約為＋12V。快充電流可通過調(diào)整R0得到?？紤]到電池內(nèi)阻的影響，當(dāng)快充電流為500mA時(shí)選用R0為0.39Ω，涓流充電電流約為60mA。

工作過程：＋12V電壓由VD6～VD9整流、C5濾波獲得。通電后充電控制器首先進(jìn)人快充模式，定時(shí)器啟動(dòng)，快充電流為500mA左右；當(dāng)充電電流趨于穩(wěn)定或到定時(shí)時(shí)間時(shí)，充電控制器自動(dòng)切換到涓流充電模式，以避免因過充導(dǎo)致電池?fù)p壞。充電電路在給電池充電。

單片機(jī)usb供電電路原理圖（四）

基于USB供電采用ADuC7061和外部RTD構(gòu)建的的溫度監(jiān)控器

如下圖所示，電路完全通過USB接口供電。利用2.5V低壓差線性穩(wěn)壓器ADP3333可將USB接口提供的5V電源調(diào)節(jié)至2.5V，進(jìn)而向ADuC7061提供DVDD電壓。ADuC7061的AVDD電源經(jīng)過額外濾波處理，如下圖所示。在線性穩(wěn)壓器的輸入端也放置一個(gè)濾波器，對(duì)USB電源進(jìn)行濾波。

本應(yīng)用中用到ADuC7061的下列特性：

1.內(nèi)置可編程增益放大器（PGA）的24位Σ-Δ型主ADC:PGA的增益在本應(yīng)用的軟件中設(shè)置為32.

2.可編程激勵(lì)電流源，用來強(qiáng)制受控電流流經(jīng)RTD：雙通道電流源可在0μA至2mA范圍內(nèi)以200μA步進(jìn)配置。本例設(shè)置為200μA.

3.ADuC7061中ADC的外部基準(zhǔn)電壓源：對(duì)于本應(yīng)用，我們采用比率式設(shè)置，將一個(gè)外部基準(zhǔn)電阻（RREF）連接在外部VREF+和VREF-引腳上。或者，也可以在ADuC7061中提供1.2V內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源。

4.ARM7TDMI？內(nèi)核：功能強(qiáng)大的16/32位ARM7內(nèi)核集成了32kB閃存和SRAM存儲(chǔ)器，用來運(yùn)行用戶代碼，可配置并控制ADC，通過RTD處理ADC轉(zhuǎn)換，以及控制UART/USB接口的通信。

5.UART：UART用作與PC主機(jī)的通信接口。

6.兩個(gè)外部開關(guān)用來強(qiáng)制該器件進(jìn)入閃存引導(dǎo)模式：使S1處于低電平，同時(shí)切換S2，ADuC7061將進(jìn)入引導(dǎo)模式，而不是正常的用戶模式。在引導(dǎo)模式下，通過UART接口可以對(duì)內(nèi)部閃存重新編程。

本電路使用的RTD為100Ω鉑RTD，型號(hào)為EnercorpPCS1.1503.1.它采用0805表貼封裝，溫度變化率為0.385Ω/°C。

請(qǐng)注意，基準(zhǔn)電阻RREF應(yīng)為精密5.62kΩ（±0.1%）電阻。

ADuC7061的USB接口通過FT232RUART轉(zhuǎn)USB收發(fā)器實(shí)現(xiàn)，它將USB信號(hào)直接轉(zhuǎn)換為UART。

除下圖所示的去耦外，USB電纜本身還應(yīng)采用鐵氧體磁珠來增強(qiáng)EMI/RFI保護(hù)功能。本電路所用鐵氧體磁珠為TaiyoYuden#BK2125HS102-T，它在100MHz時(shí)的阻抗為1000Ω。

本電路必須構(gòu)建在具有較大面積接地層的多層電路板上。為實(shí)現(xiàn)最佳性能，必須采用適當(dāng)?shù)牟季?、接地和去耦技術(shù)。