高效率RFID手持機電源設計

　　圖2 中兩個(gè)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(jìn)行自充環(huán)路，這兩個(gè)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(shí)，該引腳輸出低電平； 當/CHG 變?yōu)楦咦钁B(tài)時(shí)，表示電池已經(jīng)充滿(mǎn)。

圖2 系統電源電路圖

　　6 調試

　　6. 1 調試步驟

　　按照原理圖上的參數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(wàn)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象。

　　6. 2 調試注意事項

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

　　分模塊進(jìn)行調試，焊接一個(gè)檢查并調試一個(gè)，當各個(gè)模塊都沒(méi)有問(wèn)題時(shí)再進(jìn)行總體調試。

　　比較復雜的系統，應該先焊接、檢查、調試系統的電源，調試成功后再調試其他模塊。

　　加電后首先要用手摸一下各個(gè)芯片是否發(fā)燙，如果發(fā)燙，為避免芯片長(cháng)時(shí)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試。

　　加電后若聽(tīng)到芯片發(fā)出聲音，應該切斷電源，檢查出現問(wèn)題電路中有沒(méi)有短路的情況，查出問(wèn)題后再繼續加電調試。

　　為方便查找出問(wèn)題，至少要焊接兩塊板子，以方便測試時(shí)進(jìn)行對比，查找問(wèn)題的所在。

　　7 結論

　　經(jīng)測試，3. 3 V 電源的輸出電壓波動(dòng)在0. 097V 以?xún)龋?. 2 V 的輸出波動(dòng)在0. 05 V 以?xún)龋? V 輸出的波動(dòng)在0. 1 V 以?xún)?，即各路電壓的波?dòng)均在±3 % 以?xún)?，通過(guò)外接相應額定功率電阻時(shí)，各元件均工作正常，即系統可以輸出給定的電流。通過(guò)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?？傊?，系統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(jiǎn)要介紹了各種電源芯片的特點(diǎn)和手持設備電源芯片選型需要注意的問(wèn)題，重點(diǎn)闡述了電源方案選擇、芯片選型和電路的設計。采用DC － DC 穩壓器可以達到較高的效率，在DC-DC 穩壓器的后邊加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(dòng)在±2 %以?xún)?，其他電源的波?dòng)在± 3 %以?xún)取?/font>

　　0 引言

　　RFID 手持機在交通運輸、門(mén)禁、物流、考勤、貨物管理、身份識別等方面有著(zhù)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(gè)穩定性好、效率高、雜散小的電源對于RFID 手持機有著(zhù)十分重要的意義。

　　1 RFID 手持機硬件結構

　　在基于嵌入式系統的RFID 手持機系統設計中，以微處理器LPC2142 為主控制器，根據系統的需求外擴了SRAM、Flash、SD 卡、鍵盤(pán)、LCD 顯示、聲響提示進(jìn)行數據處理、數據存儲、人機交互以及出錯報警提示，通過(guò)USB 接口可以與主機進(jìn)行數據通信，背光模塊可以為L(cháng)CD 和鍵盤(pán)提供背光，電壓檢測模塊通過(guò)核心處理器的A/D 轉換器進(jìn)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(jìn)行讀寫(xiě)器與標簽之間射頻信號的收發(fā)，通過(guò)JTAG 接口可以進(jìn)行程序的調試與下載。電源部分可以為系統中需要電源的各個(gè)模塊提供電源，這是本文設計的重點(diǎn)內容。系統硬件結構框圖如圖1 所示。

圖1 系統硬件框圖