摘要： 針對鋰電池供電的Radio Frequency IDentification( RFID) 手持機(jī)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(shè)計(jì)方案。簡要介紹了各種電源芯片的特點(diǎn)和手持設(shè)備電源芯片選型需要注意的問題，重點(diǎn)闡述了電源方案選擇、芯片選型和電路的設(shè)計(jì)。采用DC - DC 穩(wěn)壓器可以達(dá)到較高的效率，在DC-DC 穩(wěn)壓器的后邊加LowDropOut regulator( LDO) 可以有效地抑制紋波。測試結(jié)果表明，該電源的效率在83 %以上，為處理器供電的電源波動在±2 %以內(nèi)，其他電源的波動在± 3 %以內(nèi)。

　　引言

　　RFID 手持設(shè)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(shè)計(jì)一個穩(wěn)定性好、效率高、雜散小的電源對于RFID 手持機(jī)有著十分重要的意義。

　　1 RFID 手持機(jī)硬件結(jié)構(gòu)

　　在基于嵌入式系統(tǒng)的RFID 手持機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，以微處理器LPC2142 為主控制器，根據(jù)系統(tǒng)的需求外擴(kuò)了SRAM、Flash、SD 卡、鍵盤、LCD 顯示、聲響提示進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲、人機(jī)交互以及出錯報(bào)警提示，通過USB 接口可以與主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，背光模塊可以為LCD 和鍵盤提供背光，電壓檢測模塊通過核心處理器的A/D 轉(zhuǎn)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)行讀寫器與標(biāo)簽之間射頻信號的收發(fā)，通過JTAG 接口可以進(jìn)行程序的調(diào)試與下載。電源部分可以為系統(tǒng)中需要電源的各個模塊提供電源，這是本文設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖1 所示。

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　　圖1 系統(tǒng)硬件框圖

　　2 需求電源的指標(biāo)

　　經(jīng)設(shè)計(jì)并計(jì)算，該系統(tǒng)需要兩種電壓的電源，一路是3. 3 V 的，為鍵盤、LCD 復(fù)位電路、所外擴(kuò)的存儲器、RF 模塊供電; 另一路是5 V 的，為系統(tǒng)的聲響提示電路以及鍵盤和LCD 的背光電路提供電源。為方便攜帶，系統(tǒng)采用電池供電，欲達(dá)到性能指標(biāo)如下：

　　( 1) 電源轉(zhuǎn)化效率≥80 %;

　　( 2) 輸出電流要求： 3. 3 V 輸出電流500 mA; 5 V輸出電流300 mA;

　　( 3) 兩路電源電壓的波動均控制在± 5 %以內(nèi);

　　( 4) 可以通過USB 輸入對電池進(jìn)行充電。