便携式B超体系内部运用的电源比较复杂，外部适配器和电池的电源有必要经过DC/DC转化，以转化成体系需求的电压。为了下降电源上的无用耗费，进步电池运用功率，体系主板、B超操控板、液晶显示器以及键盘的电源选用开关电源供电。
便携B超电源的全体规划
图1为便携B超电源的全体规划方框图。便携B超电源输入电压有两种：一是电源适配器输入，电压为18V，二是电池输入，电压为14.4V。要求完成两种电压之间的热切换，并在切换电压时不影响体系作业，即供给外电和电池供电无延时热切换功用。需求输出±12V、5V、3.3V、±48V等几种电压，详细目标为12V/2.5A、-12V/0.5A、5V/4A、3.3V/3A、+48V/80mA、-48V/80mA。具有单键开关机功用，即无电时，按电源键翻开电源；在有电时，按电源键向操控面板发送关机信号，上位机还能够经过软件关机（即支撑ATX关机指令）。电源输出接口选用规范核算机ATX接口。
图1 便携B超电源全体规划方框图
电源切换电路的规划
便携B超电源切换电路如图2所示，在外接电源适配器时，电压输入沟通18V，经VD100、VD101二极管后，再经R100、R107分压加到N100A（LM193）电压比较器的3脚（同相端）。电池输入电压是14.4V，经R101、R108分压后加到N100A（LM193）电压比较器2脚（反相端）。因为3脚电压高于2脚，因而N100A（LM193）1脚输出高电平，使三极管V100导通，V101到，场效应管V105到，POWER_IN+端得到的是外接电源适配器的18V电压。当没有外接电源适配器时，或便携B超机在运用进程中，外部沟通电忽然停电构成无法运用外接电源适配器时， N100A（LM193）的3脚电压低于2脚，N100A（LM193）1脚输出低电平，使三极管V100到，V101导通，场效应管V105导通。电池电压经过导通的场效应管V105的源、漏极，POWER_IN+端得到的是电池的14.4V电压，完成了两种电压之间的热切换。VD102、VD103在电路中起阻隔作用，阻隔外接电源适配器和电池供电。
图2 电源切换电路
单键接触开关机电路的规划
便携B超单键接触开关机电路如图3所示，由外接适配器或电池来的POWER_IN+电压，一路送到场效应管Q100，预备开机，另一路经R104、VD104送到轻触按钮POWER-KEY2的一端。轻触按钮POWER-KEY2的另一端是接地的，当按下轻触按钮POWER-KEY2时，三极管N106的基极被钳位在低电平，N106导通，然后N102也导通，场效应管Q100导通，由外接适配器或电池来的POWER_IN+电压经过导通的Q100的源、漏极，取得POWER+电压，给高、低压电路供电，机器开机。在开机的一起，POWER+电压经过6V的稳压二极管使三极管N104导通，N104集电极为低电平，坚持N106导通，坚持开机状况。
图3 单键接触开关机电路
当便携B超机在开机状况中，再一次按下按钮POWER-KEY2时，光耦B101导通，光耦次级导通，反向器D101的4脚输出低电平到操控面板，操控面板宣布低电平关机指令POWER-OFF1，使光耦B100导通，然后使三极管N103导通，N104到，N104集电极的高电平使N106到，导致场效应管Q100到，完成了关机。
当上位机宣布高电平的关机指令POWER-OFF时，也将使光耦B100导通，余下的进程和操控面板关机进程相同。
低压电源电路的规划
便携B超低压电源电路如图4所示，主要有6个TI公司的TPS5430和1个美国国家半导体公司的LM2576组成。6个TPS5430供给2组+12V、+5V、+3.3V的电压，其间一组给便携B超机的主控板供电，别的一组用于给便携B超中的电脑供电。这两组是彻底相同的，因而，咱们只给出了其间一组的供电原理图。LM2576担任发生-12V电压给便携B超中的电脑。
图4 低压电源电路
TPS5430有5.5～36V的宽电压输入规模，接连的3A的电流输出才能（峰值达4A），转化功率达95%。8引脚小型贴片封装，芯片背部是金属散热片，运用的时分必定要焊接到地，做PCB封装的时分将散热片当成第9脚。不需求再接散热装置，运用电路板自身散热就能够取得很好的作用，特别适宜便携产品的规划运用。TPS5430的1脚是BOOT端，需求在BOOT和8脚PH直接0.01μF的低ESR电容。2、3脚是空端，4脚VSENSE是调整器的反应电压端，接输出电压的分压电阻端，来取得输出电压的反应。5脚ENA是电源ON/OFF操控端，当此脚电压低于0.5V以下时，本芯片将封闭电源转化，供电电流削减到18μA，悬空的时分使能，芯片正常作业，咱们没有对此脚操控，因而悬空没接。6脚接地，7脚VIN是电源供电端，接POWER+。在电源供电和地直接一个高质量、低ESR的陶瓷电容。8脚PH是内部功率场效应管的源极，外部连接续流二极管和电感。第9脚PowerPad端是芯片背部散热金属片，有必要连接到地（GND）上。
TPS5430的输出电压值是由其4脚的分压电压值决议的，输出电压Vout=（1.221+（R1×1.221）/R2）V。其间，R1是分压上电阻，R2是分压下电阻。关于TPS5430的规划，R1能够取10kΩ，R2则能依据要取得的输出电压来核算。依据图4给出的R206(1.11K)、R208(3.07K)、R210(5.36K)，咱们能够核算出输出电压分别是12.2V、5.2V、3.5V，比规划值略高0.2V，负载比较重，带载的时分电压正好适宜。
N208(LM2576-12)是美国国家半导体的产品，1脚是电源供电端，接POWER+；2脚是输出端，外接续流二极管和电感；3脚是接地端，5脚是电源ON/OFF操控端，因为要输出负电压，因而3、5脚没有接地而是接-12V电源上了；4脚是电压反应端，咱们运用固定12V输出的LM2576-12，故4脚接地，不需求接反应电阻分压。
高压电源电路的规划
便携B超高压电源电路如图5所示，运用DC/DC变换器。UA3843是专门用于DC/DC变换器运用的高性能、固定频率、电流形式操控器，为规划者供给运用最少外部元件的高性价比的解决方案。其分PWM操控、周波电流约束、电压操控等几部分。
图5 ±48V电源电路
1 PWM操控
POWER+经过电阻R34为N1(UA3843)的7脚供给电压，N1的4脚外接R36、C33与内部电路构成的锯齿波振动器开端作业。PWM脉冲由N1的6脚输出，操控MOSFET V9的导通时刻，决议输出电压的凹凸。R37用于按捺寄生振动，一般串联在接近MOSFET栅极处。栅极电阻R37不能太大，它直接影响PWM驱动信号对MOSFET输入%&&&&&%的充放电，即影响MOSFET的开关速度。开关变压器的次级第9、10脚输出的感应电动势经VD14整流，C35、L7、C36滤波，构成+48V直流输出电压为B超探头供电。开关变压器的次级第7、6脚输出的感应电动势经VD13整流、C39、L8、C37滤波，构成-48V直流输出电压为B超探头供电。VD12、C34、R38组成尖峰脉冲吸收电路，用于在开关管从导通转为截止的瞬间按捺V9的漏极所发生的幅值极高的尖峰脉冲。其原理是：在V9截止的瞬间，其漏极发生的尖峰脉冲经VD12、C34构成充电回路，充电电流将尖峰脉冲按捺在必定的规模内，避免了V9被尖峰脉冲击穿。当C34充电完毕后，C34经过R38放电，为下个周期再次吸收尖峰脉冲作预备
2 周波电流约束
2脚FEED BACK是反应电压输入端，此脚与内部差错放大器同相输入端的基准电压(一般为+2.5V)进行比较，发生操控电压，操控脉冲的宽度，本电路将其接地，由内部差错放大器的输出端1脚进行操控。3脚的周波电流约束信号决议了PWM脉冲的宽度，即决议了输出电压的凹凸。N1(UA3843)3脚外接的R47、R48、R14、C32组成周波电流约束电路，在每一个振动周期中，当开关电源脉冲变压器L6初级的3～5绕组电感电流峰值到达设定值时就封闭PWM脉冲，设定值由N1(UA3843)的1脚COMP端电压决议（1脚COMP是内部差错放大器的输出端），一般此脚与2脚之直接有反应网络，以确认差错放大器的增益和频响。周波电流约束操控进程如下：开关管导通，电感电流上升，取样电压V3上升，当3脚电压大于1V时，内部电流检测比较器翻转，内部PWM锁存器复位，封闭PWM脉冲，预备进入下周期。为消除电流约束电路尖波脉冲搅扰，由R14、C32组成尖波滤波电路，以保证周波电流约束功用在每一个振动周期中都有用。R47、R48为限流取样电阻，决议了整个开关变换器的最大输出电流值，改动其阻值能够调整最大输出电流。
3 电压操控
N1(UA3843)是电流型脉宽调制器，有两个闭环操控。电流取样信号送到电流检测比较器同相输入端3脚，构成电流闭环操控,差错电压送到内部差错放大器的输出端1脚，其输出送到电流检测比较器反相输入端作为比较基准，构成电压闭环操控。由此看出，电压闭环与电流闭环是相互作用的，两者最终都经过电流检测比较器来操控PWM锁存器，即操控PWM脉冲的宽度。电压闭环操控电路由电压基准N2(TL431A)、光电耦合器B4(TLP521)及电阻R31、VR7、R12、R32等元件组成。光电耦合器B4(TLP521)输出的电流信号转化成电压信号，送到内部差错放大器的输出端1脚。N2(TL431A)差错放大器内部比较基准为2.5V。电压闭环稳压操控进程是：输出电压上升，TL431A基准端VR上升，TL431导通上升，光电耦合器B4(TLP521)导通上升，1脚电压下降，内部电流检测比较器翻转提早，内部PWM锁存器复位提早，PWM脉冲变窄，输出电压变低，然后安稳了输出电压。高压输出电压值VOUT=(1+R31/(R12+VR7))Vref，经过调理电位器VR7的值，能够使输出调整在±48V，调理规模是31×2.5=77.5V～（1+15）×2.5=32V。
结语
本文介绍了便携式B超电源的规划，包含电源切换电路的规划、单键接触开关机电路的规划、低压电源电路的规划及高压电源电路的规划。在咱们的便携设备中很好的完成了规划目标的要求，能够运用到其他便携设备中。
