專利名稱：無線網卡電源管理電路及具有所述電路的無線上網終端的制作方法
技術領域：
本發明屬于電源電路技術領域，具體地說，是涉及一種用于無線網卡的電源管理
電路以及采用所述無線網卡電源管理電路設計的無線上網終端。
背景技術：
近兩年來，隨著以數據業務為主的3G通信快速展開，3G無線上網卡也大量進入 到人們的生活中，而作為3G三大主流標準之一的CDMA2000 lxEVD0技術，由于其快速低 功耗、低輻射的原因，而備受推廣。EVDO實際上是三個單詞的縮寫Evolution(演進)、 Data(數據)、Only (唯一 )，其全稱即為CDMA20001xEVD0，是中國電信所運用的3G標準制 式CDMA2000的一個演進階段。EVD0無線網卡作為最主要的EVD0數據業務通信終端，又有 USB接口方式、mini PCIE接口方式等幾種，基于USB接口的無線網卡由于攜帶方便、即插即 用、接口方式流行等特點，現在應用最為廣泛。 近年來，人們的環保意識逐漸增強，電子產品的高效率低功耗設計勢在必行，因 此，在EVDO無線網卡的電源管理電路設計中就需要使用更高效率的降壓穩壓器。使用USB 接口的EVD0無線網卡，工作時需要從上位機取電，通過上位機提供的USB電壓為+5￥，需要 一個降壓穩壓器將其轉換成+3. 4V +4. 2V之間的直流電壓，以供上網卡的基帶電路和射 頻電路工作使用。考慮到高效率低功耗的設計目的，優選采用降壓型DC/DC穩壓器進行電 路設計，而不采用LD0穩壓器進行設計，因為DC/DC穩壓器的效率更高。
根據USB協議的標準， 一般作為上位機的電腦都會提供+5V、500mA的USB電壓， 但也有一些電腦廠商為外部USB設備使用留有一定的功耗余量，他們的電腦會提供+5V、 750mA的USB電壓。如果外部的USB設備如無線網卡等從電腦取電超過電流限制之后，電腦 內部的限流措施就會起作用，如內部的限流電阻會燒斷，造成用戶電腦的USB接口不再好 用，因此，在大功耗的USB外設正規產品設計中，都要有限流保護措施。
在現有的EVDO、 WCDMA、 TD_SCDMA無線網卡方案中，電源管理電路比較通用的設計 方案是從電腦取出的電源首先經過一個限流器將電流限制在600mA左右，限流器用來避 免網卡在正常使用或者出現故障導致過流時對上位機造成損害，有的限流器還具有過流關 斷功能；在限流器的后面連接一個降壓型DC/DC穩壓器，將輸入電源降壓到+3. 4V +4. 2V 之間，以供基帶電路和射頻電路工作使用。 這種采用一顆分立的限流器和一顆分立的降壓型DC/DC穩壓器來組建無線網卡 電源管理電路的設計方式，其缺點是硬件成本較高(兩顆芯片的成本加在一起，再加上外 圍的去耦電容等器件)，轉換效率低(兩個器件的效率相乘為整體效率)，占用電路板的面 積較大，不利于將上網卡做得小巧，PCB走線也比較麻煩等。
發明內容
本發明的目的在于提供一種結構簡單、成本低的無線網卡電源管理電路，通過采 用一顆集成有限流功能的DC/DC穩壓器來對輸入的電源進行轉換處理，從而在滿足后級電路工作需求的同時，簡化了硬件電路設計，使得無線上網卡的小型化設計成為可能。
為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案予以實現 —種無線網卡電源管理電路，包括一顆對輸入電流具有限制功能的DC/DC穩壓 器，所述DC/DC穩壓器的輸入引腳連接電源接入端，DC/DC穩壓器的輸出引腳連接電源輸出 端，并通過所述電源輸出端連接上網卡的后續功能電路，為后續功能電路提供工作電源。
為了使通過所述DC/DC穩壓器轉換輸出的直流電壓能夠滿足后級電路的工作要 求，在所述DC/DC穩壓器的輸出引腳連接有分壓電路，所述分壓電路的分壓節點連接DC/DC 穩壓器的反饋引腳，改變所述分壓節點處的電壓值，以達到調節DC/DC穩壓器輸出電壓幅 值的設計目的。 其中，所述分壓電路優選采用兩個分壓電阻連接而成，改變所述兩個分壓電阻的 阻值以改變其分壓節點處的電壓值。 優選的，調節分壓電路的參數值，使通過所述DC/DC穩壓器的輸出引腳輸出+3.6V
的直流電壓。因為經試驗證明，+3. 6V為最佳輸出電壓，此時上網卡系統的整體功耗最小。 為了進一步穩定DC/DC穩壓器輸出至后級電路的工作電源，所述DC/DC穩壓器的
輸出引腳通過串聯的功率電感分別與所述的分壓電路和電源輸出端相連接。 進一步的，所述電源輸出端通過一個去耦電容連接所述分壓電路的分壓節點，并
通過另外一個去耦電容接地。 為了將輸入電流限制在正常范圍內，以避免對上位機造成損壞，所述DC/DC穩壓 器的輸入電流限制的高閾值設置引腳通過電阻接地，調節所述電阻的阻值以限制輸入到所 述DC/DC穩壓器的電流在615mA以下。 又進一步的，所述無線網卡為基于USB接口的EVDO無線網卡，所述電源接入端為 USB接口的電源端。 再進一步的，所述后續功能電路為基帶電路和射頻電路，所述基帶電路和射頻電 路的電源端均與所述的電源輸出端相連接。 基于上述無線網卡電源管理電路的組建結構，本發明又提供了 一種采用所述無線 網卡電源管理電路設計的無線上網終端，通過在無線上網終端中采用一顆對輸入電流具有 限制功能的DC/DC穩壓器配合簡單的外圍電路來設計其內部的無線網卡電源管理電路，以 生成基帶電路和射頻電路工作所需的供電電壓，從而實現了電路結構的簡化設計。
與現有技術相比，本發明的優點和積極效果是本發明的無線網卡電源管理電路 結構簡單，所用器件少，轉換效率高，整體功耗低，走線簡單，成本低，電路板的空間占用面 積少，從而可以有利于無線上網終端的小型化設計，且能夠穩定可靠地對EVDO無線網卡用 戶的電腦進行保護。 結合附圖閱讀本發明實施方式的詳細描述后，本發明的其他特點和優點將變得更 加清楚。
圖1是本發明所提出的無線網卡電源管理電路的一種實施例的電路原理圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明的具體實施方式
進行詳細地描述。 本發明為了簡化電路設計，采用一顆可以對輸入到其內部的電流大小進行限制的 DC/DC穩壓器代替兩顆分立的限流器和降壓型DC/DC穩壓器來設計電源管理電路，以此來 將無線網卡接入的供電電源轉換為后級電路所需的工作電源，為無線網卡中的相應功能電 路(比如基帶電路或者射頻電路等)供電。 作為其中一種具體的電路組建方式，可以采用一顆功能相對簡單的DC/DC穩壓器 進行設計，比如只能將輸入電流限制在固定值上的DC/DC穩壓器。此時，需要根據無線網卡 對接入電源的具體要求對DC/DC穩壓器的具體型號進行有針對性的選擇。例如對于EVDO 無線網卡來說，應該選擇可以將輸入電流限制在500mA 750mA之間的DC/DC穩壓器來設 計電源管理電路。此時，只需將所述DC/DC穩壓器的輸入引腳連接無線網卡的電源接入端， 輸出引腳連接電源輸出端，設置DC/DC穩壓器的轉換輸出電壓幅值，使其滿足后級電路的 供電要求即可。 對DC/DC穩壓器輸出電壓幅值的設置可以采用軟件編程的方式實現，也可以采用 配置外圍電路的方式實現，具體應視所選擇的DC/DC穩壓器的設置要求進行配置。
為了提高電源管理電路的適用性，作為另外一種具體的電路組建形式，可以采用 一顆具有輸入電流可編程限制功能的DC/DC穩壓器進行電路設計。此時，用戶只需根據電 路的具體要求，設置DC/DC穩壓器對輸入電流的最高限制閾值或者最低限制閾值，即可將 輸入電流限制在所要求的范圍內。然后，利用DC/DC穩壓器的電平轉換功能將通過無線網 卡的電源接入端輸入的外部供電電源轉換為后級電路所需的工作電源，為無線網卡中的基 帶電路和射頻電路供電。 下面通過一個具體的實施例來詳細闡述所述無線網卡電源管理電路的具體組建 結構及其工作原理。 實施例一，參見圖1所示，本實施例以集成有輸入電流可編程限制功能的DC/DC穩 壓器N1為例進行說明，比如型號為TPS62750等的高轉換效率的DC/DC集成芯片。其中， PVIN為DC/DC穩壓器Nl的輸入引腳，連接無線網卡的電源接入端VBUS，通過所述電源接入 端VBUS連接外部上位機，以從上位機中獲取供電電源，為無線網卡中的內部電路供電。以 基于USB接口的EVDO無線網卡為例進行說明，所述電源接入端VBUS即為EVDO無線網卡上 USB接口的電源端。通過USB接口連接上位機端的USB接口 ，即可從上位機中獲取+5V的 直流供電電源。當然，對于基于其他接口形式的無線網卡來說，只需連接該接口的電源端即 可，本實施例并不僅限于以上舉例。AVIN為DC/DC穩壓器Nl中為片內模擬電路供電的引 腳，連接電源接入端VBUS。 EN為DC/DC穩壓器Nl的使能引腳，高電平有效。將其電位拉 低時，會使DC/DC穩壓器N1自動關閉。因此，在本實施例中將所述使能引腳EN與電源接入 端VBUS相連接。SET—L為輸入電流限制的低閾值設置引腳，通過電阻R1接地。ISET_U為 輸入電流限制的高閾值設置引腳，通過電阻R2接地。PWPD為DC/DC穩壓器N1的散熱地引 腳；PGND為片內NMOS管的電源地引腳；AGND為芯片內部模擬電路的地引腳，三路地引腳均 接地。H/L為高低限流閾值使能引腳，當為高電平時，高限流閾值起作用；當為低電平時，低 限流閾值起作用。在本實施例中，需要對輸入電流的最大值進行限制，因此，將H/L引腳與 所述的電源接入端VBUS相連接。FB為DC/DC穩壓器Nl內部電壓規整環路的反饋引腳，通過分壓電路連接DC/DC穩壓器N1的輸出引腳L，以實現對DC/DC穩壓器Nl輸出電壓幅值的 有效調節。 在本實施例中，所述分壓電路可以采用兩個分壓電阻R3、 R4連接實現，如圖1所 示。所述分壓電路一端接地，另一端連接DC/DC穩壓器N1的輸出引腳L，其分壓節點連接反 饋引腳FB。通過調節分壓電阻R3、 R4的阻值，即可實現對DC/DC穩壓器Nl輸出電壓大小 的調節。 為了進一步穩定DC/DC穩壓器Nl的輸出電壓，優選在DC/DC穩壓器Nl的輸出引 腳L上串聯一路功率電感Ll，并通過所述功率電感Ll分別與分壓電路和電源輸出端VPH_ PWR相連接，以起到儲能的作用。去耦電容C2連接在電源輸出端VPH_PWR與分壓電路的分 壓節點之間；去耦電容C3連接在電源輸出端VPH_PWR與地之間，以進一步起到穩定輸出電 壓波形的目的。通過電源輸出端VPIPWR連接后級的基帶電路和射頻電路的電源端，即可 為基帶電路和射頻電路提供其所需的工作電源。 為了對接入的供電電源進行濾波處理，優選在電源接入端VBUS與地之間連接去 耦電容Cl ，以穩定輸入的供電電源波形。 下面對本實施例的無線網卡電源管理電路的工作原理進行說明。 當電腦或者手機等上位機需要上網時，可以將內置有上述無線網卡電路的無線上
網終端插接到上位機的USB接口上，利用上位機提供+5V直流供電電源，通過電源接入端
VBUS引入到無線網卡電路中。將DC/DC穩壓器N1的高低限流閾值使能引腳H/L利用VBUS
拉高，即選擇高限流閾值有效，可設置范圍從0. 3A到0. 85A，且這里的限流閾值是指平均值
而非瞬態值。在本實施例中，為了可靠限制輸入電流，保護上位機，并實現供電電源的高效
率降壓轉換，優選將輸入電流的高限流閾值設定為615mA，這個數值的選擇主要基于以下考
慮1.由于限流閾值隨著溫度的變化會產生偏差，因此，需要保證在DC/DC穩壓器Nl的正
常工作溫度范圍內，限流閾值在500mA與750mA之間；2.給設計留有一定的余量。將高限
流閾值設為615mA，需要將連接在輸入電流限制的高閾值設置引腳ISE乙U上的限流電阻R2
的阻值設置為40KQ ，其計算公式如下 ￡jm 一u = ^ X 2畫0 將IUM u = 615代入上述公式，即可得到RUM u = 40K Q ，即限流電阻R2的阻值為 40KQ 。 在本方案中，輸入電流的低限流閾值雖然不用，但是，限流電阻R1還是要設置的， 可以選用阻值為69. 8KQ的電阻，對應的限制電流為96mA。 DC/DC穩壓器Nl輸出電壓V。UT的大小可以通過選擇分壓電阻R3和R4的阻值來設 置，以滿足后級電路的供電需求。具體計算公式如下 x0+#) 上式中，VKEF即為反饋引腳FB的參考電壓值，為一固定值0. 6V。比如選擇R3為 900KQ ，R4為180KQ ，這樣得到的輸出電壓V。UT即為3. 6V，即通過電源輸出端VPH_PWR輸出 給后級基帶電路和射頻電路的工作電壓為3. 6V。之所以選擇3. 6V的輸出電壓，是因為此時 無線網卡在正常使用時的平均功耗最小。
本發明的無線網卡電源管理電路走線簡單、可靠性高，占用PCB面積小，因此有利 于無線上網終端的小型化設計。該電源管理電路可以廣泛適用于EVDO無線網卡的設計方 案中，也可以推廣應用到WCDMA、 TD_SCDMA等無線網卡的設計中，以起到對連接所述無線上 網終端的上位機電腦的有效保護，使電腦用戶可以安全的上網。 應當指出的是，以上所述僅是本發明的一種優選實施方式，對于本技術領域的普 通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和 潤飾也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
一種無線網卡電源管理電路，其特征在于包括一顆對輸入電流具有限制功能的DC/DC穩壓器，所述DC/DC穩壓器的輸入引腳連接電源接入端，DC/DC穩壓器的輸出引腳連接電源輸出端，并通過所述電源輸出端連接上網卡的后續功能電路，為后續功能電路提供工作電源。
2. 根據權利要求1所述的無線網卡電源管理電路，其特征在于在所述DC/DC穩壓器 的輸出引腳連接有分壓電路，所述分壓電路的分壓節點連接DC/DC穩壓器的反饋引腳，改 變所述分壓節點處的電壓值，以調節通過DC/DC穩壓器的輸出引腳輸出的電壓幅值。
3. 根據權利要求2所述的無線網卡電源管理電路，其特征在于所述分壓電路由兩個 分壓電阻連接而成，改變兩個分壓電阻的阻值以改變其分壓節點處的電壓值。
4. 根據權利要求2所述的無線網卡電源管理電路，其特征在于所述DC/DC穩壓器的 輸出引腳輸出+3. 6V的直流電壓。
5. 根據權利要求2所述的無線網卡電源管理電路，其特征在于所述DC/DC穩壓器的 輸出引腳通過串聯的功率電感分別與所述的分壓電路和電源輸出端相連接。
6. 根據權利要求5所述的無線網卡電源管理電路，其特征在于所述電源輸出端通過 一個去耦電容連接所述分壓電路的分壓節點，并通過另外一個去耦電容接地。
7. 根據權利要求2所述的無線網卡電源管理電路，其特征在于所述DC/DC穩壓器的 輸入電流限制的高閾值設置引腳通過電阻接地，調節所述電阻的阻值以限制輸入到所述 DC/DC穩壓器的電流在615mA以下。
8. 根據權利要求7所述的無線網卡電源管理電路，其特征在于所述無線網卡為基于 USB接口的EVD0無線網卡，所述電源接入端為USB接口的電源端。
9. 根據權利要求7所述的無線網卡電源管理電路，其特征在于所述后續功能電路為 基帶電路和射頻電路，所述基帶電路和射頻電路的電源端均與所述的電源輸出端相連接。
10. —種無線上網終端，其特征在于包含有如權利要求1至9中任一項權利要求所述 的無線網卡電源管理電路。
全文摘要
本發明公開了一種無線網卡電源管理電路及具有所述電路的無線上網終端，包括一顆對輸入電流具有限制功能的DC/DC穩壓器，所述DC/DC穩壓器的輸入引腳連接電源接入端，DC/DC穩壓器的輸出引腳連接至上網卡的后續功能電路，為后續功能電路提供工作電源。本發明的無線網卡電源管理電路結構簡單，電源轉換效率高，系統整體功耗低，所用器件少，走線簡單，成本低，電路板的空間占用面積少，從而可以有利于無線上網終端的小型化設計，且能夠穩定可靠地對連接使用所述無線上網終端的電腦進行保護。
文檔編號G06F1/26GK101697093SQ200910229628
公開日2010年4月21日 申請日期2009年10月26日 優先權日2009年10月26日
發明者張鵬, 陳香雷 申請人:青島海信移動通信技術股份有限公司;