单片机usb供电电路原理图详解
单片机usb供电电路原理图（一）
本文以500ms为开关最高开闭时间，介绍一种既能用交流供电又能用电池供电的电源电路。该电源电路供电能力约为1w。该电源电路在正常情况下可用交流供电。用市售的听单放机的小变压器即可。从电源插孔dc拔出小变压器插头则电路自动由电池供电，插上插头则自动由交流供电。若电源电流不足，则可修改t1三极管为复合三极管，以扩大其供电电流的能力。
一般在单片机系统功率不大的情况下，本电路可满足要求，且电路结构简单，易于自制。交直流电源供电的自动转换原理：购买变压器时，应使其额定直流电压大于等于电池电压的1.1倍。一般单节干电池的电压新用时电压大干1.5v，约为1.65v左右。干电池在使用过程中电池端电压逐渐下降，内阻逐渐增大，直至电池报废。本电源电路在交直流电源同时有电时，由于交流电源电压高于直流电压使二极管d不导通，电路由交流供电。如交流电源无电或电压低，则二极管d自动导通，负载由电池供电。
本电路在合上开关k后，后续电路可延时约0.5s，以躲过电源开关的闭合时间（包括触点颤抖时间）．并可在小于ims的时间内建立电压。以保证上电复位需要。电路图如上图所示。
图中由r1、c2、r2、r3、u1组成电容充电延时回路。r1、c2为电容充电回路，r2、r3电阻决定b点基准比较电压．u1为比较器。r4是为了提高ul的跳变时间而加的反馈电阻。ul的跳变时间即是电路电压建立时间。开关k合上后，电源通过rl为c2充电。此时c2的端电压（即a点电压）由0逐渐上升。a点电压上升至b点电压（即由r2、r3确定的基准比较电压）时，u1跳变输出低电平。c1为电源稳压电容。
c3、c4为抗干扰电容，c3用于抗低频干扰，c4用于抗高频干扰。cl、c2、c3可选电解电容。c4则选瓷片电容、云母电容等高频电容。c4的取值范围在0.01-0.1uf之间任一值皆可。电源的本身功耗主要集中于t2，且随着输入电压升高而增大。t1由于管压降只有0.4v左右，所以管耗较低。t1为开关管，它的管耗不随输入电压的变化而变化，只与电源的输出电流有关。元器件选择见电路元器件表。
对原理图而言，在印制板图中没有电源插孔dc、整流二极管d、电池battery和开关k，多了in和out两个接插件。其中jn插座插从开关k处输入的电源插头．out插座插输出给单片机系统的电源插头。原理图中的其余元件则固定在电路板外的电源盒上，电路由接插件连接。下图是印制板电路图。
在制作电路时，要注意开关k的选择，一般地说拿起开关，合上时能听到“卡嗒”，一声，“卡嗒”声清脆则表示开关中的弹簧有力，可保证开关合上的时间远小于0.5s。电池组电压应在7~18v之间。四节干电池的额定电压为6v．故如用干电池供电则应用五节干电池。除去t1、t2、d共不到2v的管压降后，电池仍可向单片机系统正常供电。
若要加大电路的输出电流，要修改t1三极管。当输出电流增大或电源输入电压较高时，视情况应为t2加装散热片。同时也要考虑电池的供电能力。此电路最好与单片机控制系统做在一起而不是作单独的电源使用。
单片机usb供电电路原理图（二） 功率放大电路中的前置放大器，一般都采用双电源供电，即对称的正负电源供电。业余制作时，会碰到手头无双电源的情况，这就给制作带来困难。本例介绍利用tda2030将单电源转换为双电源给前置放大器ne5532供电。
tda2030（ic1）是一种高效的运算放大器，利用它的互补输出就可将单极j跬电源转换成所需要的双极性电源。在图中阻值相等的r1、r2形成一个分压器，分压器的中点接到ic1运算放大器的同相输人端，且ic1接成电压跟随器，使“0”端和“0′”端电位相等。“0′”端又是虚地点，它与输入电源的接地端完全隔离。c2、c3分别为正、负电源的滤波电容。正电源从c2的“＋”端输出，加到ic2（ne5532）的8脚；负电源从c3的“－”端输出，加到ic2（ne5532）的4脚；“0”端为ic2的接地端。
单片机usb供电电路原理图（三） 具有快充功能兼向负载供电的电源供电电路，符合于一般使用要求，输出电压为5v，输出电流最大为500ma，待机状态下该装置的电源电流仅为10μa；在给负载供电的同时能对电池充电，充电到一定电压值时自动终止。电路如图所示。
具有快充功能的电源供电电路
电路工作原理：该电路采用max712作为nimh电池充电控制器，其输人电压范围为电池电压e±（1～20）v，最小为5v，可对1～16只电池串联充电，具有给负载供电的同时进行充电的功能。具有从快速充电到涓流充电自动转换的特点。该装置中，根据电池的容量（1.6a·h）设置电池数量（1.2v×6）和定时（264min），输人电压约为＋12v。快充电流可通过调整r0得到。考虑到电池内阻的影响，当快充电流为500ma时选用r0为0.39ω，涓流充电电流约为60ma。
工作过程：＋12v电压由vd6～vd9整流、c5滤波获得。通电后充电控制器首先进人快充模式，定时器启动，快充电流为500ma左右；当充电电流趋于稳定或到定时时间时，充电控制器自动切换到涓流充电模式，以避免因过充导致电池损坏。充电电路在给电池充电。
单片机usb供电电路原理图（四） 基于usb供电采用aduc7061和外部rtd构建的的温度监控器
如下图所示，电路完全通过usb接口供电。利用2.5v低压差线性稳压器adp3333可将usb接口提供的5v电源调节至2.5v，进而向aduc7061提供dvdd电压。aduc7061的avdd电源经过额外滤波处理，如下图所示。在线性稳压器的输入端也放置一个滤波器，对usb电源进行滤波。
本应用中用到aduc7061的下列特性：
1.内置可编程增益放大器（pga）的24位σ-δ型主adc:pga的增益在本应用的软件中设置为32.
2.可编程激励电流源，用来强制受控电流流经rtd：双通道电流源可在0μa至2ma范围内以200μa步进配置。本例设置为200μa.
3.aduc7061中adc的外部基准电压源：对于本应用，我们采用比率式设置，将一个外部基准电阻（rref）连接在外部vref+和vref-引脚上。或者，也可以在aduc7061中提供1.2v内部基准电压源。
4.arm7tdmi？内核：功能强大的16/32位arm7内核集成了32kb闪存和sram存储器，用来运行用户代码，可配置并控制adc，通过rtd处理adc转换，以及控制uart/usb接口的通信。
5.uart：uart用作与pc主机的通信接口。
6.两个外部开关用来强制该器件进入闪存引导模式：使s1处于低电平，同时切换s2，aduc7061将进入引导模式，而不是正常的用户模式。在引导模式下，通过uart接口可以对内部闪存重新编程。
本电路使用的rtd为100ω铂rtd，型号为enercorppcs1.1503.1.它采用0805表贴封装，温度变化率为0.385ω/°c。
请注意，基准电阻rref应为精密5.62kω（±0.1%）电阻。
aduc7061的usb接口通过ft232ruart转usb收发器实现，它将usb信号直接转换为uart。
除下图所示的去耦外，usb电缆本身还应采用铁氧体磁珠来增强emi/rfi保护功能。本电路所用铁氧体磁珠为taiyoyuden#bk2125hs102-t，它在100mhz时的阻抗为1000ω。
本电路必须构建在具有较大面积接地层的多层电路板上。为实现最佳性能，必须采用适当的布局、接地和去耦技术。
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一般在单片机系统功率不大的情况下，本电路可满足要求，且电路结构简单，易于自制。交直流电源供电的自动转换原理：购买变压器时，应使其额定直流电压大于等于电池电压的1.1倍。一般单节干电池的电压新用时电压大干1.5v，约为1.65v左右。干电池在使用过程中电池端电压逐渐下降，内阻逐渐增大，直至电池报废。本电源电路在交直流电源同时有电时，由于交流电源电压高于直流电压使二极管d不导通，电路由交流供电。如交流电源无电或电压低，则二极管d自动导通，负载由电池供电。
本电路在合上开关k后，后续电路可延时约0.5s，以躲过电源开关的闭合时间（包括触点颤抖时间）．并可在小于ims的时间内建立电压。以保证上电复位需要。电路图如上图所示。
图中由r1、c2、r2、r3、u1组成电容充电延时回路。r1、c2为电容充电回路，r2、r3电阻决定b点基准比较电压．u1为比较器。r4是为了提高ul的跳变时间而加的反馈电阻。ul的跳变时间即是电路电压建立时间。开关k合上后，电源通过rl为c2充电。此时c2的端电压（即a点电压）由0逐渐上升。a点电压上升至b点电压（即由r2、r3确定的基准比较电压）时，u1跳变输出低电平。c1为电源稳压电容。
c3、c4为抗干扰电容，c3用于抗低频干扰，c4用于抗高频干扰。cl、c2、c3可选电解电容。c4则选瓷片电容、云母电容等高频电容。c4的取值范围在0.01-0.1uf之间任一值皆可。电源的本身功耗主要集中于t2，且随着输入电压升高而增大。t1由于管压降只有0.4v左右，所以管耗较低。t1为开关管，它的管耗不随输入电压的变化而变化，只与电源的输出电流有关。元器件选择见电路元器件表。
对原理图而言，在印制板图中没有电源插孔dc、整流二极管d、电池battery和开关k，多了in和out两个接插件。其中jn插座插从开关k处输入的电源插头．out插座插输出给单片机系统的电源插头。原理图中的其余元件则固定在电路板外的电源盒上，电路由接插件连接。下图是印制板电路图。
在制作电路时，要注意开关k的选择，一般地说拿起开关，合上时能听到“卡嗒”，一声，“卡嗒”声清脆则表示开关中的弹簧有力，可保证开关合上的时间远小于0.5s。电池组电压应在7~18v之间。四节干电池的额定电压为6v．故如用干电池供电则应用五节干电池。除去t1、t2、d共不到2v的管压降后，电池仍可向单片机系统正常供电。
若要加大电路的输出电流，要修改t1三极管。当输出电流增大或电源输入电压较高时，视情况应为t2加装散热片。同时也要考虑电池的供电能力。此电路最好与单片机控制系统做在一起而不是作单独的电源使用。
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1.内置可编程增益放大器（pga）的24位σ-δ型主adc:pga的增益在本应用的软件中设置为32.
2.可编程激励电流源，用来强制受控电流流经rtd：双通道电流源可在0μa至2ma范围内以200μa步进配置。本例设置为200μa.
3.aduc7061中adc的外部基准电压源：对于本应用，我们采用比率式设置，将一个外部基准电阻（rref）连接在外部vref+和vref-引脚上。或者，也可以在aduc7061中提供1.2v内部基准电压源。
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5.uart：uart用作与pc主机的通信接口。
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