电池供电终端解决运输过程供电问题的方法方案设计

现在大部分物联网终端产品使用电池供电,但在发货运输时还是希望电池不消耗电量和系统连接断开,本篇文章将介绍几种方法。

1. 电池仓

产品设计时使用独立电池仓,保证电池连线可以直接断开或者电池可移除。

优点:简单粗暴。
缺点:产品体验不好,产品使用时需要拆卸螺丝打开电池仓安装电池。

2. 拨动开关

在电池供电路径上使用拨动开关,在运输时将拨动开关拨到一侧,实现电池断开。原理示意如下:

在这里插入图片描述

具体拨动开关选择需要按照实际产品需要设计,需要过大电流的开关外形较大,小电流的开关外形较小。关于拨动开关常见的厂家如下:

  • AIPS-阿尔卑斯
  • 韩荣开关
  • C&K开关

优点:使用简单,好操作,针对小电流的终端开关大小可以做到很小。
缺点:大电流终端开关尺寸较大,影响产品外观。

3. 拨动开关+LDO使能

产品设计中如果是大电流应用,还想使用小的开关该如何解决呢?

可以使用小的拨动开关来控制系统电源的使能引脚,这时候需要按照需求来选择关断电流低的LDO或DCDC。由于控制LDO使能需要uA级的电流,所以开关可以做到很小。

电池供电终端解决运输过程供电问题的方法方案设计_第1张图片

如果不想使用拨动开关来作为控制开关,可以选择使用微动开关(常见的比如复位按键),则需要增加锁存电路,具体参见一键开关机电路设计,当然这种形式下系统的静态电流会相应增加。

优点:拨动开关尺寸较小,使用简单。
缺点:需要依赖电源使能脚,拨动开关的外壳开槽面积较大,影响产品外观。

4. 微动按键+PMOS+负载开关方案

原理框图如下:

简单介绍就是使用一个微动按键,可以使系统退出运输模式(可以理解为开机键),该系统进入运输时,需要另一个按键或者MCU控制。
电池供电终端解决运输过程供电问题的方法方案设计_第2张图片

退出运输模式(开机)电路:

电池供电终端解决运输过程供电问题的方法方案设计_第3张图片

当按键按下时,电路通过PMOS的体二极管使能负载开关,使系统使能。PMOS 栅极与负载后端连接,GS电平一致,PMOS管断开,此时无论按键是否按下或者弹起已经对这个系统不起作用,这个按键可以理解为首次开机键以后不起作用的“一次性开关”。那该如果进入运输模式进行关断呢?

进入运输模式(关机):

电池供电终端解决运输过程供电问题的方法方案设计_第4张图片

该方案中使用了另一个按键对负载开关接地处理,进行关断处理。如果觉得使用两个开关复杂麻烦,可以使用MCU来控制负载开关的使能。

优点:使用微动按键尺寸小,外壳仅开一个小洞即可,产品外观一体性较好。
缺点:外围器件较多,开关机设计负载,必要时还依赖MCU。


结论:以上是笔者在实际实际应用中,了解到的一些方法方案。不是很全面,如果有更好的方案,关于留言交流,谢谢。


参考

  • Ship Mode for Wearables-TI

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