紫外杀菌盒利用紫外线进行消杀细菌的原理,紫外led可产生260nm~280nm波段的紫外线,直接切断细菌dna/rna,彻底杀死细菌,杀菌率高达99%。led紫外杀菌技术,最早应用于美国航天水消毒,现在逐渐应用于日常生活中,led强紫外能量能分解气味分子结构,有效去除化妆品、眼镜、手表等物件的霉味。可用于宝宝用品消毒,日常物品消毒。
ti提供了紫外杀菌盒的系统解决方案,原理框图如下。
图 1: 紫外杀菌盒的系统框图(无电池版本)
图 2: 紫外杀菌盒的系统框图(有电池版本)
供电方案
ucc2891x系列为采用调频+调幅混合控制的flyback控制器,集成了700v mosfet,支持85-265vac母线电压。其中,ucc28910最高可以实现9.5w的输出功率,ucc28911最高可以实现12w的输出功率。
其优点如下:
1. 轻载时低频工作以提高效率;
2. mosfet在波谷开通以减小开关损耗;
3. 具有恒压输出和恒流输出两种模式;
4. 最大开关频率为115khz,通过抖频提高emc性能;
5. 完善的保护特性:ac 母线保护、输出过压保护、过温保护、短路保护;
6. 采用原边反馈方式,减少了光耦和tl431,可以实现±5%的v/i调节精度;
7. 无需外部电流检测电阻;
8. 可以实现30mw以下的系统待机功耗;
9. 几乎没有可闻噪声;
图 3: tida-00473的系统框图
tlv742p是一款极具有性价比的线性稳压器,支持宽电压范围输出,具有优异的性能,非常适合5v及以下电压范围系统。tlv742p系列产品可以直接应用于单节锂离子电池系统,输入输出电压压降低至0.85v。tlv742p具有主动输出放电功能,有助于确保在系统禁用、待机模式或睡眠模式下保持低输出。此外,过电流保护用于在输出短路和热关机的情况下保护设备,以防止过热。
图 4: tlv742p简化原理图
tlv704系列低压差线性稳压器具有极低的静态电流,适用于省电的应用场合。在全负载范围和全温度范围,其静态电流几乎不变。对于低功耗mcu(比如msp430)来说,此器件是理想的电源管理器件。tlv704的输入电压范围为2.5v到24v,因此该器件既适用于电池供电应用,又适用于母线浪涌较大的工业应用。
图 5: tlv704简化原理图
充电方案
bq25619是一款高度集成的1.5a电池充电管理和系统电源路径管理器件,适用于单节锂离子和锂聚合物电池。输入电压范围为3.9v到13.5v,适用于各种应用场合。bq25619内部集成了输入反向阻断fet(rbfet,q1)、高侧开关fet(hsfet,q2)、低侧开关fet(lsfet,q3)、电池fet(batfet,q4)和自举二极管,简化了系统设计。batfet导通电阻只有19.5mω,低阻抗电源路径可优化运行效率,缩短电池充电时间并延长放电阶段的电池运行时间。5v输入,1a充电电流时,充电效率可达94%。出厂模式只有3µa的电流消耗,保证了电池电量充沛,具有充电和系统设置的i2c接口使其成为真正灵活的解决方案。
图 6: bq25619 简化原理图
与bq25619相比,bq25616为独立式电池充电管理器件,最大充电电流为3a,充电速度更快。
图 7: bq25616简化原理图
bq2970提供针对锂离子/锂聚合物电池的保护功能,并且监控外部功率mosfet,以便在高充放电电流时提供保护,包括过充保护、过放保护、充放电过流保护、短路检测。在正常模式运行中消耗的电流只有4µa,减少了电池的电量消耗。尺寸只有1.5mm*1.5mm*0.75mm,有利于减小电池包的体积。
图 8: bq2970简化原理图
led驱动方案
在智能家居以及配备人机交互功能的其他应用中,高性能 rgb led 驱动器必不可少。led 动画效果(如闪烁、呼吸以及追逐)可极大地改善用户体验,同时最大限度地降低系统噪声也至关重要。
lp5012是一款12 通道恒定电流阱 led 驱动器。lp5012包含集成式色彩混合和亮度控制,并且预配置特性可简化软件编码过程。为每个通道配备的集成式 12 位、29khz pwm 发生器可使 led 色彩流畅、生动,并消除可闻噪声。每个 led 独立控制,有助于实现平滑的调光效果。独立的色彩混合和亮度控制寄存器使软件编码变得非常简单。在以淡入淡出类型的呼吸效果为目标时,全局 r、g、b 组控制可显著减轻mcu负载。lp5012还可以实现 pwm 相移功能,以帮助在多个 led 同时打开时降低输入功率。lp5012可实现自动节能模式,以实现超低静态电流。当所有通道都关断 30ms 时,该器件的总功耗会降至 10µa,这使得 lp5012器件成为电池供电终端设备的潜在选择。
图 9: lp5012简化原理图
tps61169是一款升压型led驱动器,内部集成一个 40v、1.8a mosfet,可针对小型或大型面板背光照明驱动单个 led 或 led 串。默认的白色 led 电流通过外部传感器电阻 rset 设定,反馈电压稳压至 204mv。运行期间,led 电流可通过施加到 ctrl 引脚上的脉宽调制 (pwm) 信号加以控制,该信号的占空比决定反馈基准电压。tps61169 不会突发 led 电流,因此不会在输出电容器上产生可闻噪声。为提供最佳保护,该器件集成了 led 开路保护特性,该特性会在 led 开路状态下禁用 tps61169,以防止输出电压超过 ic 最大绝对额定电压。
图 10: tps61169简化原理图
主控方案
msp430fr211x这款超低功耗、低成本的 mcu具有功能强大的 16 位 risc cpu,提供2kb~4kb的 fram 和1kb的sram。串行接口有uart和irda或spi,集成了6位dac和8通道10位adc,具有12个gpio口,其低功耗的优点和qfn24(3*3mm)的封装极适合应用于便携式设备。
图 11: msp430fr211x的内部资源
音频方案
tpa6203a1是1.25w单声道全差分音频放大器,供电范围为2.5 v到 5.5 v,可以驱动至少8 ω的喇叭。静态电流仅有1.7ma,shutdown模式下仅消耗10 µa, 2mm*2mm极小封装,且仅有5个外围器件,大大节省pcb板面积。
图 12: tpa6203a1的参考原理图
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