用于PC機5V電源的微型UPS設計

　　3 關(guān)鍵參數(shù)計算

　　3.1 MAXIM668芯片頻率計算

　　MAXIM668允許的頻率范圍是100KHz-500KHz，其芯片的頻率設定公式如式(1)所示。由式(1)可知，選定不同的芯片的工作頻率fosc即可求得Rosc。本文取fosc為100KHz，可求得Rosc

　　3.2 MAXIM668反饋電阻計算

　　UPS系統(tǒng)指標要求是輸出5V電壓，根據(jù)MAXIM668芯片的反饋電阻設定的公式

　　在此，Vout=5V，VREF=1.25V。選擇R3=10KΩ，則R2=30KΩ。

　　3.3 Boost電路中電感值計算

　　本文中的蓄電池采用三節(jié)1.2V串聯(lián)給Boost電路供電為3.6V。為了滿足PC機的可靠供電，設定電感L上的電流紋波必須為PC機允許范圍內(nèi)，這里取紋波為50mA，則I(peak-peak)=100mA。由f=100KHz，則T=10μs，由升壓斬波電路輸出輸入電壓與開關(guān)管通斷時間的關(guān)系如式(3)。

　　3.4 供電時間計算

　　對于UPS系統(tǒng)，在切換至UPS后能讓負載維持正常供電的時間也是我們所關(guān)心的。在蓄電池選定后其安時數(shù)一定，因此供電時間由負載所需電流決定。針對本系統(tǒng)給定負載所需電流Iload為3A，蓄電池的安時數(shù)為150mAh，則供電時間為3分鐘。也就是說在斷電3分鐘時間之內(nèi)，PC機可以對數(shù)據(jù)進行保存處理，保證了市電正常后可以正常運行。

　　4 實驗結(jié)果分析

　　4.1 UPS主電路實驗結(jié)果

　　圖5為UPS工作時的實驗波形。在其中1為Boost電路中MOSFET的驅(qū)動信號波形(每格5V)，2是Boost電路中MOSFET的漏極波形(每格2V)，3是Boost電路的輸入電壓(以及蓄電池電壓)波形(每格2V)，4號是Boost電路的輸出即UPS最終輸出的電壓波形(每格5V)?？梢詮膱D中看出UPS系統(tǒng)在切換后仍然可以提供穩(wěn)定的5V電壓給負載。

　　圖6所示為切換單元在進行切換時的波形。圖中0～42ms為切換開關(guān)接到開關(guān)電源端的波形，42ms后為切換開關(guān)接到UPS端的情況。其中1是MAXIM668的片選信號即檢測單元的輸出out的波形，2是MAXIM668輸出給開關(guān)管柵極的控制信號波形，3號是UPS系統(tǒng)最終輸出電壓Vout波形。

　　從圖中可以看出，市電在42ms時刻之前中斷，系統(tǒng)可以迅速檢測到中斷信號使MAXIM668工作產(chǎn)生驅(qū)動信號，并且UPS系統(tǒng)立即啟動，反應速度快，輸出的直流電壓為穩(wěn)定5V。

　　5 結(jié)論

　　本文設計了一種基于MAIXM668升壓斬波電路的微型UPS系統(tǒng)。控制電路采用MAXIM公司的MXAIM668芯片。整個系統(tǒng)電路簡單，響應速度快。實驗驗證了該方案的有效性。