瑞士初创公司Shockfish SA为参加人数超过1000人的会议设计了一款联系人管理器。Spotme是一个小(125毫米x 69毫米x 14毫米)的设备，看起来像PDA(口袋组织者)。它存储了所有会议参与者的照片和相关数据。参与者可以标记他想要见的人。只要一个被标记的人在我们10米范围内，Spotme就会通过震动提醒用户，照片就会弹出显示屏。

有了Spotme系统，每个参与者都有一个最新的与会人员名单。当新来的人到达时，照片会在几秒钟内被拍摄并传输到所有设备上。基站还可以传输会议日程的变化。

本应用说明描述了该公司在设计具有图形显示和双向无线通信的手持式电池供电设备时遇到电源设计挑战的一些方法

电路

图1显示了Spotme无线通信器的框图。该系统采用arm7处理器，显示器有16个灰度级，分辨率为320 x 240像素，内存由1MB闪存和8MB DRAM组成。868MHz ism波段收发器集成到包含所有rf块的芯片中。

图1所示 Spotme框图

整个电路安装在一块6层PCB (75mm × 60mm)上。

电源概念

Shockfish选择了Li+充电电池作为Spotme的电源。该设备一次充电可使用4-7天。今天的处理器通常具有较低的电源电压，并且需要降压转换器。长电池寿命的需求要求良好的电源效率。

通信器需要几个电压:

• 2.5V的处理器

• 3.3V内存

• 12V-16V可调为LCD

• -14V用于LCD

图2一个为电源框图，而图2 b展示电源的实际布局。两个MAX1692降压转换器从Li+电池的4.2V标称输入电压产生3.3V和2.5V。由于集成了同步整流器，这些变流器的效率高达95%。750kHz的开关频率允许小的外部元件(电感，电容器)和最小的整体电路空间。

MAX1729是一种具有温度传感器和低静态电流的可调升压转换器。MAX1729产生+12V至+16V的可调lcd电压。一个分立的电荷泵将这个电压反转到-14V。

振动驱动器MAX1749确保恒定的力独立于电池电压。

图2 a 电源框图。	图2 b 电源的实际布局。

Li+电池充电器

充电电流随占空比调节。外部场效应管要么完全打开，要么完全关闭，因此功耗最小，充电器电路可以集成在一个小型便携式设备中。

对于新设计，建议使用MAX1879。MAX1879的特点是:

• 连续电压和温度监视器

• 充电时间限制

• 无输入电压时终止充电周期(避免电池放电)

• 很少的外部元件，不需要电感(见图3）

图3 锂+充电器与MAX1879

PWM vs PFM模式

在Spotme中使用的MAX1692在PWM(脉冲宽度调制)或PFM(脉冲频率调制)模式下工作。因此，设计人员可以根据应用需求选择模式。

孰优孰劣?

一个dc - dc转换器有五个主要组成部分(见图4，降压转换器):

• 开关(MOS-FET)

• 肖特基二极管(可以用第二个MOS-FET代替，见图2中MAX1692)

• 电感器

• 电容器

• 控制器

图4 降压DC-DC变换器

有两种可能保持输出电压的调节:控制器可以有一个恒定的频率和调整占空比(PWM)，或者他可以改变频率(PFM)。

PFM模式的优点是静态电流小。这导致小负载电流的良好效率。

对于PWM变换器，纹波通常更小，更容易滤波。开关频率越高，滤波器的分量(L、C)越小。pwm变换器的另一个优点是干扰仅限于开关频率的谐波，而对于pfm电路，设计者必须在更宽的频率范围内预期干扰。

如果需要几个输出电压，因此需要各种转换器，那么将所有转换器同步到相同的频率是一个好主意。否则可能会产生令人不安的节拍频率。

MAX1692可以始终工作在pwm模式(用于噪声敏感应用)，也可以自动切换到pfm模式以获得较小的输出电流。

根据实际应用，可能有很好的理由使用PFM或PWM转换器。对于具有低功耗待机模式的器件，pfm电路将具有最佳效率。对于具有低级信号处理的设备(传感器信号调理、接收器、音频电路)，将开关频率保持在信号频带之外是很重要的。开关频率越高，越容易建立有效的滤波器。

这篇文章的类似版本出现在1999年12月的Megalink杂志。