TI 的解决方案- UV 灭菌盒
UV 灭菌箱的设计原理是使用紫外线杀死细菌。 UV LED 可产生260nm ~ 280nm 的 UV 射线、可直接切断细菌 DNA / RNA、然后彻底杀灭细菌、消毒率高达99%。 LED 紫外线灭菌技术最初应用于美国太空水消毒、现在逐渐应用于我们的日常生活。 LED 强紫外线能量可分解气味的分子结构、有效去除化妆品、眼镜、手表和其他物体的发霉气味、这些气味可用于婴儿产品和日常用品的灭菌。
TI 提供了 UV 灭菌箱的系统解决方案、其功能方框图如下所示。
图1：UV 灭菌盒(不含电池)的系统方框图
图2：UV 灭菌盒(带电池)的系统方框图
电源方案
UCC2891x 系列是具有 FM + AM 混合控制功能的反激式控制器、集成了700V MOSFET 并支持85-265VAC 总线电压。 其中、UCC28910可实现9.5W 的最大输出功率、UCC28911可实现12W 的最大输出功率。
它具有以下优势：
1.在轻负载下进行低频操作，以提高效率；
2.谷底开关，以减少开关损耗；
3.两种输出模式：恒压(CV)和恒流(CC)；
4.115kHz 最大开关频率设计、可实现高功率密度和频率抖动、以确保符合 EMI 标准；
5.完善的保护特性：交流总线保护、输出过压保护、过热保护、短路保护；
6. PSR 模式用于减少光耦合器和 TL431，可实现±5%的 V/I 调节精度；
7.无需外部电流感测电阻；
8.启用小于30mW 的系统待机功耗；
9.无可闻噪声风险
UCC28911设计可参考 TIDA-00473适用于无刷直流应用的10W 偏置电源参考设计、该设计在低负载下的效率大于75%。
图3：TIDA-00473的系统方框图
TLV760是一款集成式线性稳压器、可在高达30V 的输入电压下运行。TLV760在100mA 满负载下具有1.2V 的最大压降。 TLV760提供3.3V、5V、12V 和15V 版本。 SOT-23封装允许在空间受限的情况下使用器件。 TLV760可承受高达30V 的电压、并具有可靠的内部热保护功能、可保护自身免受接地短路、环境温度上升、高负载或高压降事件的影响。
图4：TLV760的简化版原理图
TLV704系列低压降(LDO)稳压器是针对功耗极其敏感型应用而设计的超低静态电流器件。 静态电流在整个负载电流和环境温度范围内几乎是恒定的。 这些器件是 MSP430等低功耗微控制器的理想电源管理附件。 TLV704可在2.5V 至24V 的宽工作输入电压范围内工作。因此、该器件非常适合电池供电类系统以及线路瞬变较大的工业应用。
图5：TLV704的简化版原理图
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。 BQ25619具有3.9V 至13.5V 的宽输入电压范围、因此适用于各种应用。 BQ25619在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、从而简化了系统设计。 BATFET 的导通电阻仅为19.5mΩ Ω、低阻抗电源路径管理可优化运行效率、缩短电池充电时间并延长放电阶段的电池运行时间。 在5V 输入和1A 充电电流下、充电效率可达到94%。 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的简化版原理图
与 BQ25619相比、BQ25616是一款独立的电池充电管理器件、其最大充电电流为3A、充电速度更快。
图7：BQ25616的简化版原理图
BQ2970为单节锂离子/锂聚合物电池组提供保护功能、并且监控外部功率 MOSFET 以在高充电和放电电流时提供保护、包括过充电保护、过放电保护、过充电和放电过流保护、短路检测。 正常模式运行中消耗的电流仅为4µA μ A，从而降低了电池的功耗。 尺寸仅为1.5mm * 1.5mm * 0.75mm、从而减小了电池组的尺寸。
图8：BQ2970的简化版原理图
LED 驱动方案
高性能 RGB LED 驱动器在智能家居和其他配备人机交互功能的应用中至关重要。 LED 动画效果(如吸气、呼吸和追逐)可以极大地改善用户体验、同时更大限度地降低系统噪声也至关重要。
LP5012是一款12通道恒定灌电流 LED 驱动器。 LP5012集成了颜色混合和亮度控制、预配置功能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 都是独立控制的、这有助于实现平滑调光效果。 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。 当将淡入和淡出类型的呼吸效果视为目标时、全局 R、G、B 控制可以显著降低 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、从而实现超低静态电流。 当所有通道关闭30ms 时、器件的总功耗将减少至10µA μ A、这使得 LP5012器件成为电池供电终端设备的潜在选择。
图9：LP5012的简化版原理图
TPS61169是一款内部集成了40V、1.8A MOSFET 的升压 LED 驱动器、可驱动单个 LED 或 LED 灯串以实现小型或大型面板背光照明。 默认的白光 LED 电流通过外部传感器电阻 RSET 设置、反馈电压稳定在204mV。 在运行期间、可通过施加到 CTRL 引脚的脉宽调制(PWM)信号来控制 LED 电流。 PWM 信号的占空比决定了反馈基准电压。 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。 为了提供最佳保护、该器件集成了 LED 开路保护功能、该功能将在 LED 开路状态下禁用 TPS61169、以防止输出电压超过 IC 绝对最大额定电压。
图10：TPS61169的简化版原理图
主控制方案
MSP430FR211x -这款超低功耗、低成本 MCU -具有强大的16位 RISC CPU、可提供2KB ~ 4KB FRAM 和1KB SRAM。 串行接口包括 UART、IrDA 或 SPI、它集成了6位 DAC 和8通道10位 ADC、并具有12个 GPIO 端口。 其低功耗和 QFN24 (3 * 3mm)封装非常适合于便携式设备。
图11：MSP430FR211x 的内部资源
音频方案
TPA6203A1是一款1.25W 单声道全差动音频放大器、电源电压范围为2.5V 至5.5V、可驱动阻抗至少为8 Ω 的扬声器。 µA 电源电流仅为1.7mA、关断模式的流耗仅为10 μ A。 2mm * 2mm 微型封装和仅有5个外设器件极大地节省了 PCB 电路板面积。
图12：TPA6203A1的参考原理图
有关 TPA6203A1的设计、请参阅 TIDA-01628汽车仪表组驱动器通知功能参考设计TIDA-01628汽车仪表组驱动器通知功能参考设计。