高效率RFID手持機電源設計

　　圖2 中兩個肖特基二極管IN1 和IN2 可以起到保護電池的作用，IN1 是為了防止USB 電源將電池反向擊穿，IN2 的作用是避免電池與U1 形成進行自充環(huán)路，這兩個二極管缺一不可。充電器的管腳/CHG 右邊上拉電阻R1是指示充電狀態(tài)用的，/CHG 管腳接微處理器的GPIO 管腳，當處于充電狀態(tài)時，該引腳輸出低電平； 當/CHG 變?yōu)楦咦钁B(tài)時，表示電池已經(jīng)充滿。

圖2 系統(tǒng)電源電路圖

　　6 調(diào)試

　　6. 1 調(diào)試步驟

　　按照原理圖上的參數(shù)在印制電路板上焊接好元器件之后，仔細檢查元器件的取值、焊接方向、元器件的極性是否焊接正確，用萬用表仔細檢測元器件的焊接是否存在虛焊，靠得比較近的元器件是否存在不應該存在的短路現(xiàn)象。

　　6. 2 調(diào)試注意事項

　　電源系統(tǒng)的調(diào)試首先要確保電源和地不能短路，否則電池會有被燒掉的危險。

　　分模塊進行調(diào)試，焊接一個檢查并調(diào)試一個，當各個模塊都沒有問題時再進行總體調(diào)試。

　　比較復雜的系統(tǒng)，應該先焊接、檢查、調(diào)試系統(tǒng)的電源，調(diào)試成功后再調(diào)試其他模塊。

　　加電后首先要用手摸一下各個芯片是否發(fā)燙，如果發(fā)燙，為避免芯片長時間發(fā)燙被燒毀，則首先要切斷電源，待查明原因后再加電調(diào)試。

　　加電后若聽到芯片發(fā)出聲音，應該切斷電源，檢查出現(xiàn)問題電路中有沒有短路的情況，查出問題后再繼續(xù)加電調(diào)試。

　　為方便查找出問題，至少要焊接兩塊板子，以方便測試時進行對比，查找問題的所在。

　　7 結論

　　經(jīng)測試，3. 3 V 電源的輸出電壓波動在0. 097V 以內(nèi)，3. 2 V 的輸出波動在0. 05 V 以內(nèi)，5 V 輸出的波動在0. 1 V 以內(nèi)，即各路電壓的波動均在±3 % 以內(nèi)，通過外接相應額定功率電阻時，各元件均工作正常，即系統(tǒng)可以輸出給定的電流。通過輸入電流電壓和輸出電流電壓的測量，計算得到的效率均在83 % 以上。總之，系統(tǒng)的各項指標均達到了預期的要求。

　摘要： 針對鋰電池供電的Radio Frequency IDentification（ RFID） 手持機對電源高效率的要求和微處理器對電源低紋波的要求，提出了一種電源設計方案。簡要介紹了各種電源芯片的特點和手持設備電源芯片選型需要注意的問題，重點闡述了電源方案選擇、芯片選型和電路的設計。采用DC － DC 穩(wěn)壓器可以達到較高的效率，在DC-DC 穩(wěn)壓器的后邊加LowDropOut regulator（ LDO） 可以有效地抑制紋波。測試結果表明，該電源的效率在83 %以上，為處理器供電的電源波動在±2 %以內(nèi)，其他電源的波動在± 3 %以內(nèi)。

　　0 引言

　　RFID 手持機在交通運輸、門禁、物流、考勤、貨物管理、身份識別等方面有著十分廣泛的應用。RFID 手持設備對電源的效率、使用壽命、可靠性、體積、成本等方面有較高的要求。因此，設計一個穩(wěn)定性好、效率高、雜散小的電源對于RFID 手持機有著十分重要的意義。

　　1 RFID 手持機硬件結構

　　在基于嵌入式系統(tǒng)的RFID 手持機系統(tǒng)設計中，以微處理器LPC2142 為主控制器，根據(jù)系統(tǒng)的需求外擴了SRAM、Flash、SD 卡、鍵盤、LCD 顯示、聲響提示進行數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲、人機交互以及出錯報警提示，通過USB 接口可以與主機進行數(shù)據(jù)通信，背光模塊可以為LCD 和鍵盤提供背光，電壓檢測模塊通過核心處理器的A/D 轉(zhuǎn)換器進行電池電壓的檢測，從而間接檢測出電池的剩余電量，RF 模塊能夠進行讀寫器與標簽之間射頻信號的收發(fā)，通過JTAG 接口可以進行程序的調(diào)試與下載。電源部分可以為系統(tǒng)中需要電源的各個模塊提供電源，這是本文設計的重點內(nèi)容。系統(tǒng)硬件結構框圖如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)硬件框圖