專利名稱：一種電源供電方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通信技術領域，尤其涉及一種電源供電方法、裝置及系統(tǒng)。
背景技術：
對于通用串行總線(USB，Universal Serial Bus)接口無線數(shù)據(jù)卡，其工作所需電 能由USB主機(即PC)提供，而USB規(guī)范規(guī)定USB主機最大供電電流不大于500mA，但是當 無線數(shù)據(jù)卡以全球移動通信/通用分組無線業(yè)務(GSM/GPRS，Global System For Mobile Communication/General Packet RadioService)標準規(guī)定的最大功率 33dBm 發(fā)射時，其消 耗瞬時供電電流遠大于500mA。為了同時符合USB規(guī)范和GSM/GPRS標準，需要對電源供電 電路進行特別設計。如圖1所示，為現(xiàn)有技術提供的USB接口數(shù)據(jù)卡的電源供電裝置結構示意圖。該裝 置依次包括USB接口、直流/直流(DC/DC)電壓轉(zhuǎn)換芯片、限流芯片、以及并聯(lián)的海容(超 大電容)。其中，USB接口提供的VBUS電源最多能提供500mA/5V電流，DC/DC芯片將5V電 源變換為適于給數(shù)據(jù)卡系統(tǒng)供電的電源Vsys。為了防止電源Vsys給掛在Vbat上的海容充 電電流過大而導致VBUS從USB接口吸入電流超過500mA (USB規(guī)范規(guī)定最大負載電流)，需 要在Vbat跟Vsys之間串接限流芯片。掛在Vbat上的海容主要用于儲能，具體而言，當無線 數(shù)據(jù)卡以GSM/GPRS標準規(guī)定的最大功率33dBm發(fā)射時，其消耗瞬時供電電流遠大于500mA， 但是在不發(fā)射的間隙內(nèi)無線數(shù)據(jù)卡耗電遠小于500mA，且整個8時隙平均消耗瞬時供電電 流小于500mA，因此在Vbat上并聯(lián)海容可以解決脈沖電流過大的問題。如圖2所示，為圖1所示的電源供電裝置中供電電路各處電流示意圖。根據(jù)USB 規(guī)范，VBUS最大只能提供0. 5A/5V電流，則圖2中VBUS = 5V，Il = 0. 5A ；DC/DC電壓轉(zhuǎn)換 效率可達到0.9，而Vsys電壓的確定需要考慮以下因素首先，Vsys電壓是Vbat的最高電壓，而終端基帶/射頻(RF)芯片工作電源是從 Vbat通過DC/DC進行電壓變換到較低電壓(如1. 8V、1. 2V、2. 5V、2. 8V等)，因此Vsys最好 應取較低電壓。其次，射頻PA在以GSM/GPRS標準規(guī)定的最大功率33dBm發(fā)射時，若Vbat 電壓在3. 8V以上，則其轉(zhuǎn)換效率基本相同。再有，為保證基帶/RF芯片穩(wěn)定工作，數(shù)據(jù)卡在 以GSM/GPRS標準規(guī)定的最大功率33dBm發(fā)射時，Vbat上電壓跌幅不宜太大，因此Vbat電 壓不宜太高。因此，Vsys可取3. 8V，當無線數(shù)據(jù)卡以GPRS最大功率雙時隙發(fā)射時電流14最大， 約為1. 5A，持續(xù)時間約為2*577us，此時Vbat會跌落，但系統(tǒng)要求至少不小于3. 3V(為保證 射頻功率放大器和基帶芯片正常工作，3. 3V為Vbat最低電壓要求)，記海容容值為C，則根 據(jù)電路原理，以下方程組成立
IA = 12 +η
/2 = 0.5*5*0.9/3.8·,
/3*2*577*10-6 =C*(3.8-3.3)
/4 = 1.5
計算得出C約為2. ImF左右，因此現(xiàn)有電源供電裝置中只能選擇2. 2mF的海容才 能保證Vbat電壓跌落不低于3. 3V。由上可知，上述現(xiàn)有方法要求接在Vbat上的海容容值很大，通常在2. 2mF以上，這 種海容價格非常高，而且體積大，占用印制線路板(PCB，PrintedCircuie Board)的空間。 另外，當無線數(shù)據(jù)卡以GSM/GPRS標準規(guī)定的最大功率33dBm發(fā)射時，最壞情況下，Vbat電 壓會從3. 8V跌落至3. 3V，整個通信過程中系統(tǒng)供電電源將出現(xiàn)脈沖抖動，容易造成系統(tǒng)掉 電或死機現(xiàn)象，因此系統(tǒng)穩(wěn)定性或健壯性較差。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供一種電源供電方法、裝置及系統(tǒng)，能夠提高USB接口無線終端 供電的電源的穩(wěn)定性與可靠性，并且節(jié)省硬件成本、減少硬件體積。本發(fā)明實施例提供以下技術方案一種電源供電方法，包括將來自USB接口的電源電壓進行限流處理；將經(jīng)過限流處理的電源電壓進行穩(wěn)壓處理；將經(jīng)過穩(wěn)壓處理的電源電壓進行轉(zhuǎn)換，形成給USB接口供電的電源電壓。優(yōu)選的，所述將經(jīng)過限流處理的電源電壓進行穩(wěn)壓處理包括將經(jīng)過限流處理的電源電壓通過由若干個鉭電容并聯(lián)連接而成的電容組進行穩(wěn) 壓處理。優(yōu)選的，所述將經(jīng)過限流處理的電源電壓通過由若干個鉭電容并聯(lián)連接而成的電 容組進行穩(wěn)壓處理包括將經(jīng)過限流處理的電源電壓通過由三個電容為220uF的鉭電容并聯(lián)連接而成的 電容組進行穩(wěn)壓處理。優(yōu)選的，所述將經(jīng)過限流處理的電源電壓進行穩(wěn)壓處理包括將經(jīng)過限流處理的電源電壓通過電容至少為2. 2mF的超大電容進行穩(wěn)壓處理。一種電源供電裝置，包括限流模塊，用于將來自USB接口的電源電壓進行限流處理；穩(wěn)壓模塊，用于將經(jīng)過所述限流模塊處理的電源電壓進行穩(wěn)壓處理；電壓轉(zhuǎn)換模塊，用于將經(jīng)過穩(wěn)壓模塊處理的電源電壓進行轉(zhuǎn)換，形成給USB接口 供電的電源電壓。優(yōu)選的，所述穩(wěn)壓模塊為由若干個鉭電容并聯(lián)連接而成的電容組。優(yōu)選的，所述穩(wěn)壓模塊為由三個電容為220uF的鉭電容并聯(lián)連接而成的電容組。優(yōu)選的，所述穩(wěn)壓模塊為電容至少為2. 2mF的超大電容。一種系統(tǒng)，包括如上所述的電源供電裝置。優(yōu)選的，所述系統(tǒng)為USB接口的無線終端。本發(fā)明提供的電源供電方法、裝置及系統(tǒng)，通過先將VBUS電源電壓進行限流處理 后再進行電壓轉(zhuǎn)換，從而提高USB接口無線終端的電源供電的穩(wěn)定性和可靠性。另外，本發(fā) 明采用由若干個鉭電容并聯(lián)而成的電容組代替2. 2mF海容器件實現(xiàn)電源儲能，不僅減少了 占用體積，還大幅度的降低了成本，更加適合產(chǎn)品化。采用本發(fā)明所提供的電源供電裝置的無線終端，以GPRS雙時隙最大功率33dBm發(fā)射時Vbat電壓幾乎不跌落，通常情況下，Vbat 上的噪音峰峰值不超過0. 3V。此外，本發(fā)明的應用廣泛，可適用于從USB接口供電的任何無 線終端產(chǎn)品。
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可 以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是現(xiàn)有技術提供的USB接口數(shù)據(jù)卡的電源供電裝置結構示意圖；圖2是圖1所示的電源供電裝置中供電電路各處電流示意圖；圖3是本發(fā)明實施例提供的USB接口無線數(shù)據(jù)卡的電源供電方法流程圖；圖4是本發(fā)明實施例提供的USB接口無線數(shù)據(jù)卡的電源供電裝置結構示意圖；圖5是圖4所示的電源供電裝置中供電電路各處電流示意圖；圖6是本發(fā)明實施例提供的另一 USB接口無線數(shù)據(jù)卡的電源供電裝置結構示意 圖。
具體實施例方式本發(fā)明實施例提供一種電源供電方法、裝置及系統(tǒng)，能夠提高USB接口無線數(shù)據(jù) 卡的電源穩(wěn)定性與可靠性，并且節(jié)省硬件成本、減少硬件體積。為使本發(fā)明的目的、技術方 案及優(yōu)點更加清楚明白，下面參照附圖并舉實施例，對本發(fā)明進一步詳細說明。如圖3所示，為本發(fā)明實施例提供的USB接口無線數(shù)據(jù)卡的電源供電方法流程圖。 所述方法包括步驟301、將來自USB接口的電源電壓進行限流處理；其中，USB接口提供的VBUS電源最多能提供500mA/5V電流，為了防止VBUS電源 從USB接口的電流超過500mA (USB規(guī)范規(guī)定最大負載電流)，需要在VBUS與Vsys之間串接 限流芯片進行限流。步驟302、將經(jīng)過限流處理的電源電壓進行穩(wěn)壓處理；其中，當無線數(shù)據(jù)卡以GSM/GPRS標準規(guī)定的最大功率33dBm發(fā)射時，其消耗瞬時 供電電流遠大于500mA，但是在不發(fā)射的間隙內(nèi)無線數(shù)據(jù)卡耗電遠小于500mA，且整個8時 隙平均消耗瞬時供電電流小于500mA，因此在Vsys上并聯(lián)穩(wěn)壓模塊以解決脈沖電流過大的 問題。具體而言，掛在Vsys上的穩(wěn)壓模塊主要用于儲能，其可以是海容，但是其成本相對較 高；還可以是由若干個鉭電容并聯(lián)連接而成的電容組，其成本相對低廉，并且體積較小。步驟303、將經(jīng)過穩(wěn)壓處理的電源電壓進行轉(zhuǎn)換，形成給USB接口無線終端供電的 電源電壓。其中，通常采用DC/DC芯片將5V電源變換為適于給USB接口無線數(shù)據(jù)卡供電的電 源 Vbat0本發(fā)明上述實施例提供的電源供電方法，通過先將VBUS電源電壓進行限流處理 后再進行電壓轉(zhuǎn)換，從而提高USB接口無線終端的電源供電的穩(wěn)定性和可靠性。另外，本發(fā)明采用由若干個鉭電容并聯(lián)而成的電容組代替2. 2mF海容器件實現(xiàn)電源儲能，不僅減少了 占用體積，還大幅度的降低了成本，更加適合產(chǎn)品化。如圖4所示，為本發(fā)明實施例提供的USB接口無線數(shù)據(jù)卡的電源供電裝置結構示 意圖。該裝置包括USB接口模塊410、限流模塊420、穩(wěn)壓模塊430、電壓轉(zhuǎn)換模塊440 ；其 中，所述限流模塊420，用于將來自所述USB接口模塊410的電源電壓進行限流處理； 其中，USB接口模塊410提供的VBUS電源最多能提供500mA/5V電流，為了防止VBUS電源 從USB接口模塊410的電流超過500mA (USB規(guī)范規(guī)定最大負載電流)，需要在VBUS與Vsys 之間串接限流模塊420進行限流。所述穩(wěn)壓模塊430，用于將經(jīng)過所述限流模塊420處理的電源電壓進行穩(wěn)壓處理； 其中，當無線數(shù)據(jù)卡以GSM/GPRS標準規(guī)定的最大功率33dBm發(fā)射時，其消耗瞬時供電電流 遠大于500mA，但是在不發(fā)射的間隙內(nèi)無線數(shù)據(jù)卡耗電遠小于500mA，且整個8時隙平均消 耗瞬時供電電流小于500mA，因此在Vsys上并聯(lián)穩(wěn)壓模塊以解決脈沖電流過大的問題。具 體而言，所述穩(wěn)壓模塊430為由若干個鉭電容并聯(lián)連接而成的電容組。 所述電壓轉(zhuǎn)換模塊440，用于將經(jīng)過穩(wěn)壓模塊處理430的電源電壓進行轉(zhuǎn)換，形成 給USB接口無線終端供電的電源電壓。其中，所述電壓轉(zhuǎn)換模塊440通常采用DC/DC芯片 將5V電源變換為適于給USB接口無線數(shù)據(jù)卡供電的電源Vbat0當無線數(shù)據(jù)卡以最大功率33dBm發(fā)射時，如圖5所示，其為圖4所示的電源供電 裝置中供電電路各處電流示意圖。該裝置包括USB接口模塊510、限流模塊520、穩(wěn)壓模塊 530、電壓轉(zhuǎn)換模塊540 ；其中，所述穩(wěn)壓模塊530由若干個鉭電容并聯(lián)連接而成的電容組， 下面具體計算鉭電容容值最小值根據(jù)USB規(guī)范，VBUS最大只能提供0. 5A/5V電流，則圖5中VBUS = 5V，11 = 0. 5A ； DC/DC電壓轉(zhuǎn)換效率可達到0. 9，Vbat可設為3. 6V，當無線數(shù)據(jù)卡以GPRS最大功率雙時隙 發(fā)射時電流14最大，約為1. 5A，此時Vsys會跌落，但最好不小于3. 3V，因此Vsys平均值約 為4. 15V，記鉭電容組并聯(lián)容值為C，則根據(jù)電路原理，以下方程組成立
73 二/1 + /2
/4 二/3*4.15*0.9/3.6J/2*2*577*10"6 =C*(5-3.3)
/4 = 1.5 Il = 0.5計算得出C約為642uF左右，因此可選擇3個220uF的鉭電容即可保證Vbat電壓 跌落不低于3. 3V。本發(fā)明提供的電源供電裝置，通過先將VBUS電源電壓進行限流處理后再進行電 壓轉(zhuǎn)換，從而提高USB接口無線終端的電源供電的穩(wěn)定性和可靠性。另外，本發(fā)明采用由若 干個鉭電容并聯(lián)而成的電容組代替2. 2mF海容器件實現(xiàn)電源儲能，不僅減少了占用體積， 還大幅度的降低了成本，更加適合產(chǎn)品化。如圖6所示，為本發(fā)明實施例提供的另一 USB接口無線數(shù)據(jù)卡的電源供電裝置結 構示意圖。該裝置包括USB接口模塊610、限流模塊620、穩(wěn)壓模塊630、電壓轉(zhuǎn)換模塊640 ； 其中，
所述限流模塊620，用于將來自所述USB接口模塊610的電源電壓進行限流處理；所述穩(wěn)壓模塊630，用于將經(jīng)過所述限流模塊620處理的電源電壓進行穩(wěn)壓處理； 所述穩(wěn)壓模塊430為電容至少為2. 2mF的超大電容。所述電壓轉(zhuǎn)換模塊640，用于將經(jīng)過穩(wěn)壓模塊處理630的電源電壓進行轉(zhuǎn)換，形成 給USB接口無線終端供電的電源電壓。此外，本發(fā)明還提供一種系統(tǒng)，包括上述各個實施例所述的電源供電裝置。其中， 所述系統(tǒng)為USB接口無線終端。采用本發(fā)明所提供的電源供電裝置的無線終端，以GPRS雙時隙最大功率33dBm發(fā) 射時Vbat電壓幾乎不跌落，通常情況下，Vbat上的噪音峰峰值不超過0.3V。此外，本發(fā)明 提供的電源供電裝置應用廣泛，可適用于從USB接口供電的任何無線終端產(chǎn)品。本領域普通技術人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法攜帶的全部或部分步驟是可 以通過程序來指令相關的硬件完成，所述的程序可以存儲于一種計算機可讀存儲介質(zhì)中， 該程序在執(zhí)行時，包括方法實施例的步驟之一或其組合。另外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理模塊中，也可以 是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個模塊中。上述集成的模 塊既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用軟件功能模塊的形式實現(xiàn)。所述集成的模塊如 果以軟件功能模塊的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，也可以存儲在一個計算機 可讀取存儲介質(zhì)中。上述提到的存儲介質(zhì)可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等。綜上所述，本文提供了一種USB接口無線數(shù)據(jù)卡的電源供電方法、裝置及系統(tǒng)，通 過先將VBUS電源電壓進行限流處理后再進行電壓轉(zhuǎn)換，從而提高USB接口無線終端的電源 供電的穩(wěn)定性和可靠性。另外，本發(fā)明采用由若干個鉭電容并聯(lián)而成的電容組代替2. 2mF 海容器件實現(xiàn)電源儲能，不僅減少了占用體積，還大幅度的降低了成本，更加適合產(chǎn)品化。 采用本發(fā)明所提供的電源供電裝置的無線終端，以GPRS雙時隙最大功率33dBm發(fā)射時Vbat 電壓幾乎不跌落，通常情況下Vbat上的噪音峰峰值不超過0. 3V。此外，本發(fā)明的應用廣泛， 可適用于從USB接口供電的任何無線終端產(chǎn)品。以上對本發(fā)明所提供的USB接口無線數(shù)據(jù)卡的電源供電方法、裝置及系統(tǒng)進行了 詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的 說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方案；同時，對于本領域的一般技術人員，依據(jù)本發(fā)明的思 想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應理解為對 本發(fā)明的限制。
權利要求
一種電源供電方法，其特征在于，包括將來自USB接口的電源電壓進行限流處理；將經(jīng)過限流處理的電源電壓進行穩(wěn)壓處理；將經(jīng)過穩(wěn)壓處理的電源電壓進行轉(zhuǎn)換，形成給USB接口供電的電源電壓。
2.根據(jù)權利要求1所述的電源供電方法，其特征在于，所述將經(jīng)過限流處理的電源電 壓進行穩(wěn)壓處理包括將經(jīng)過限流處理的電源電壓通過由若干個鉭電容并聯(lián)連接而成的電容組進行穩(wěn)壓處理。
3.根據(jù)權利要求2所述的電源供電方法，其特征在于，所述將經(jīng)過限流處理的電源電 壓通過由若干個鉭電容并聯(lián)連接而成的電容組進行穩(wěn)壓處理包括將經(jīng)過限流處理的電源電壓通過由三個電容為220uF的鉭電容并聯(lián)連接而成的電容 組進行穩(wěn)壓處理。
4.根據(jù)權利要求1所述的電源供電方法，其特征在于，所述將經(jīng)過限流處理的電源電 壓進行穩(wěn)壓處理包括將經(jīng)過限流處理的電源電壓通過電容至少為2. 2mF的超大電容進行穩(wěn)壓處理。
5.一種電源供電裝置，其特征在于，包括限流模塊，用于將來自USB接口的電源電壓進行限流處理； 穩(wěn)壓模塊，用于將經(jīng)過所述限流模塊處理的電源電壓進行穩(wěn)壓處理； 電壓轉(zhuǎn)換模塊，用于將經(jīng)過穩(wěn)壓模塊處理的電源電壓進行轉(zhuǎn)換，形成給USB接口供電 的電源電壓。
6.根據(jù)權利要求5所述的電源供電裝置，其特征在于，所述穩(wěn)壓模塊為由若干個鉭電 容并聯(lián)連接而成的電容組。
7.根據(jù)權利要求6所述的電源供電裝置，其特征在于，所述穩(wěn)壓模塊為由三個電容為 220uF的鉭電容并聯(lián)連接而成的電容組。
8.根據(jù)權利要求5所述的電源供電裝置，其特征在于，所述穩(wěn)壓模塊為電容至少為 2. 2mF的超大電容。
9.一種系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括如權利要求5至8所述的任意一種電源供電裝置。
10.根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)為USB接口的無線終端。
全文摘要
本發(fā)明公開一種電源供電方法、裝置及系統(tǒng)。所述方法包括將來自USB接口的電源電壓進行限流處理；將經(jīng)過限流處理的電源電壓進行穩(wěn)壓處理；將經(jīng)過穩(wěn)壓處理的電源電壓進行轉(zhuǎn)換，形成給USB接口供電的電源電壓。本發(fā)明能夠提高USB接口無線終端供電的電源的穩(wěn)定性與可靠性，并且節(jié)省硬件成本、減少硬件體積。
文檔編號H02M3/02GK101969264SQ20091005572
公開日2011年2月9日 申請日期2009年7月28日 優(yōu)先權日2009年7月28日
發(fā)明者范團寶, 董永 申請人:聯(lián)芯科技有限公司