3.電路工作原理分析

　　電路的工作具體原理如下：

　　電路工作分為兩個過程，一是外加5V電源對移動電源內置鋰電池充電，二是移動電源對外接移動設備充電。

　　工作在第一種過程時，交流適配器或5V電源接在移動電源的Micro USB接口上，VIN為5V電壓時，R1與R2分壓產生USB信號送入單片機，單片機檢測到USB信號后，會將輸出EN信號拉低，禁止MT5036工作。MT2011上電后會檢測VCC的電壓，如果VCC電壓在可充電范圍內，充電芯片開始工作，對鋰電池按照浮充、快速充電、恒壓充電的過程開始充電，電感電流由SW到VCC充電。TS信號在默認狀態下是高，如果外部電路讓TS強行拉低讓MT2011停止工作，D2是鉗位二極管，可以限制SW電壓最低在-0.6V.圖2為充電和放電過程信號和輸入輸出的時序圖。

　　圖2電路圖中控制與時序關系。

　　工作在第二個過程時，沒有交流適配器連接在USB2.0口連接被充電設備。即MT5036的VOUT只與被充電設備相連。電路會檢測到便攜設備是否連接在USB2.0端口，若插入設備或按啟動按鈕就會啟動MT5036，對設備進行充電。電路中VCC通過R24(100K)與VOUT相連。

　　在移動電源輸出端口不連接設備時，VOUT電壓等于VCC電壓，此時MT5036的EN信號為低，芯片不工作。當設備插入時，VOUT被設備瞬間拉低，單片機檢測到VOUT變低的瞬間降低，可以判斷設備已接入，將EN信號拉高，使能MT5036工作，對設備充電。當EN變高，STAT信號就被強制拉低，這時可以禁止MT2011工作，保證充放電芯片最多一個工作。

　　MT5036工作時，電感電流由VCC到SW.R9為下拉電阻，保證由于某種原因EN懸空時，EN引腳可以接地，MT5036不會誤工作。R7與R8為FB的分壓電阻，通過這兩個電阻來設置MT5036的VOUT電壓。C9、C10、C11為輸出儲能電容，BOOST電路電感往輸出端電流不連續，輸出電容容量應盡量選大一些，在MT5036芯片中選用2個22uF貼片電容并聯。R14，R15為輸出電流采樣電阻，可以采樣MT5036的負載，用來判斷過載或者空載情況情況。

　　當AMP信號電壓超過過載閾值時，單片機判斷為過載，此時將EN拉低，關段MT5036.當AMP信號電壓低于0.1A負載閾值時，單片機判斷為空載，為防止效率耗散，40s后也將EN拉低，關段MT5036.

　　輸出電壓與分壓電阻關系為：

　　當移動電源工作于充電過程中，SW是VIN和GND的方波信號，VBAT引腳是MT5036的內部供電引腳，此時VBAT引腳如果為電池電壓，此時會出現內部漏電情況，可能會造成MT5036的損壞。由圖1(a)可看出，電源適配器5V輸入端(VIN)和鋰電池輸出端(VCC)均通過二極管連接到MT5036的VBAT引腳。這樣做可以防止芯片內部漏電的情況。加入這兩個二極管后，MT5036的供電引腳會選取電壓大的一側作為供電電源，可以保證內部MOS管有效關段。二極管類型最好選取肖特基二極管。

　　單片機在移動電源中起調節工作模式和保護的功能。單片機7號腳的SW1是移動電源輸出的開關。開關按下時，會拉高EN信號，使MT5036工作。4個LED燈用來顯示行動電源當前電量和充放電狀態。SW1開關還可以通過長按讓移動電源手電筒功能打開。

　　4.實驗結果與分析

　　本文提出了一款單電感高效率移動電源設計方案已經普遍應用于市面上的移動電源中。使用1盎司銅厚雙層板PCB指標已能達到使用要求。

　　隨電池電壓可變的占空比可以保持系統在輸入輸出范圍內工作都是穩定的，如圖3所示。SW占空比可以保持D=VOUT/VIN.整個系統是穩定的

　　圖3.充電狀態不同電池電壓的SW狀態。

　　圖4.放電狀態負載跳變時對輸出電壓的影響。