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POS 机与便携式打印机 | 必易微一站式芯片解决方案

必易微 · 公众号 · 科技自媒体硬件 · 2024-09-30 19:00

正文

POS 机与便携式打印机一站式芯片解决方案

销售终端 POS (Point of Sale) 是连接到银行或金融机构网络的电子设备，支持顾客使用非现金方式进行支付、预授权、账户余额查询以及转账等服务。便携式打印机，则以体积小、重量轻、便携带、可用电池驱动而著称，适合需要移动打印解决方案的场景，比如超市、快递服务和仓库管理等领域。我们今天将围绕 POS 机与便携式打印机系统硬件，介绍必易微一站式芯片解决方案。

主要电源管理功能模块

电池管理模块

充电器实现电池的快充，开关充电和线性充电管理，特殊功能包括路径管理和 OTG 等

打印机模块

实现小票打印功能，支持缺纸检测、自动上纸等

电压转换模块

对输出电压进行降压或升压转换，进而给 MCU、模块和外设等供电

LED背光驱动模块

通过 PWM 调节实现对智能 POS 屏幕亮度的调节

其他模块的功能产品

OVP/OCP, LDO, Load Switch

图1|POS 机、便携式打印机简易系统框图

电池管理模块

01 充电管理

KP654221 是一款单节开关降压型带 NVDC 电源路径管理 I²C 通信的电池充电管理芯片，3.9-14V 宽输入电压范围，最高耐压可达 20V；支持步进 25mA 最大 3A 的充电电流，最大 3.2A 的输入电流；适配 USB 和高压快充适配器，支持 BC1.2 协议；支持 NVDC 电源路径管理，2.6~3.7V 可编程的最小系统电压；支持符合 USB 规范的 OTG 功能，可通过电池向外供电；支持 I²C 通信，可灵活配置多种系统参数；超低静态功耗和船运模式功耗；集成多种保护措施和电池 JEITA 温度监测；超高集成度和 1.5MHz 的高开关频率，节省空间。

图2 | KP654221 典型应用电路

KP65320X 是一款输入 28V 耐压的高度集成的独立型开关模式充电管理 IC，支持 1 到 3 节锂离子，锂聚合物电池或磷酸铁锂电池充电，4.1V-17V 的宽输入电压范围，最高耐压可达 28V；输入电压动态管理，并可跟踪电池电压，支持太阳能充电；充电电压、充电电流和电池节数均可编程，满充电压和充电电流的高精度控制；超低的静态电流；集成多种保护措施和电池 JEITA 温度监测；超高集成度和 1.2MHz 的高开关频率，节省空间，降低成本，实现更高的充电效率。

图3 | KP65320X 典型应用电路

KP64220X 是一款单节、全集成 CC/CV 线性锂电池充电管理 IC，输入耐压 30V，最大充电电流可达 1.2A，采用小型封装、外围元件极少，特别适用于手持设备应用。充电过程由三部分构成：预充电用以恢复深度放电电池；恒流充电快速补充电池电量；恒压充电让电池完全充满。芯片内置热折返功能，当温度到达设置阈值时，减低充电电流以减少发热。恒流充电电流可通过外置电阻调整，电池充饱后持续监测电池电压，当电压低于设定阈值自动重新启动充电。

图4 | KP64220X 典型应用电路

KP641100X 是一款市面少有的双节线性锂电池充电管理 IC，支持双节锂离子、锂聚合物电池充电; 输入耐压 30V，最大充电电流可达 0.8A; 充电电流和充电电压均可编程，满充电压和充电电流均满足高精度控制；集成多种保护措施和电池 JEITA 温度监测；采用小型封装、外围元件极少，特别适用于手持设备应用。

图5 | KP641100X 典型应用电路

02 锂电保护

KP7502XX 或 KP7503XX 是一款高度集成的单路锂离子/锂聚合物电池保护芯片，具有内部低 R_dson功率 MOSFET。采用小型封装，外部元件少，适用于手持设备应用。KP7502XX 或 KP7503XX 具有完整的保护功能，包括过充、过放、过流和过温保护等。KP7502XX 或 KP7503XX 具有低静态电流，可有效延长电池的待机时间。此外，高精度的电池过充检测可以确保充电的安全性。

图6 | KP7502XX 典型应用电路

图7 | KP7503XX 典型应用电路

打印机模块

01 电机驱动

KP92001 为玩具、打印机和其它电机一体化应用提供一种集成的双通道电机驱动方案。KP92001 带电流控制的双路 H 桥来驱动双极步进电机的 PWM 接口实现电机的转向、转速和刹车等功能，使得 POS 和打印机的电机可以自动上纸和自动纠偏等功能。每个 H 桥的功率输出级全由 N 沟道功率 MOSFET 组成。每个桥包含整流电路和限流电路。内部关断功能包含过流保护，短路保护，欠压锁定保护和过温保护，并提供一个故障检测输出管脚。KP92001 提供两种封装，一种是带有裸露焊盘的 ETSSOP16 封装，另外一种是 QFN16 封装。能有效改善散热性能，宽电源电压 2.7 至 18V 范围，通常选取和打印机一样的电压，例如 8V，能实现快速出纸功能；1.5A 驱动输出电流，满足普通双极性步进电机需求。

图8 | KP92001 典型应用电路

电压转换模块

01 线性稳压器

KP7212XX 系列是一款超小型、超低静态电流低压降线性稳压器 (LDO)，静态工作电流仅为 300nA，可提供 300mA 的电流以及出色的瞬态性能，专为将超低静态电流作为关键参数的应用而设计，极为适合应用在便携式设备中。此器件在待机模式下也能保持低 I_Q ，从而进一步延长电池寿命。

图9 | KP7212XX 典型应用电路

表1 | 超低功耗 LDO

KP7112X 是一款通用型号的低压降线性稳压器 (LDO)，输入电压范围 2.5 至 5.5V，输出电压范围 1.2~3.6V，各项参数优异，满足通用市场需求。

表2 | 通用 LDO

KP7122X 是一款高 PSRR 低压降线性稳压器 (LDO)，输入电压范围 2 至 5.5V，固定输出电压范围 0.9 至 4.5V。同时具有卓越的负载动态响应性能，8μm 低静态电流，1kHz 下 PSRR 高达 98db，专为对 Power-sensitive 应用而设计。因此，KP7122X 非常适合应用于 POS 机与便携式打印机。

表3 | 高 PSRR LDO

02 DC-DC

必易微针对 POS 机与便携式打印机提供多种灵活的 DC-DC 解决方案，覆盖 5.5V 低压、40V 中压，电流从 1A 到 6A 的丰富产品可满足各种客户不同的需求。

表4 | 精简的外围设计，齐全的保护功能

KP52520X 系列内置高压侧和低压侧功率 MOSFET，优化的内部控制环路，确保最优的各项性能指标同时，极致优化外围器件数量，降低 BOM 成本。同时，该系列芯片提供多重保护机制，包括高精度逐周期谷底限流保护 (OCL)、输入过压保护和欠压保护、输出欠压保护、输出过压保护、过温保护等，提供精确的使能控制和可调欠压锁定功能。输入过压保护是 5A&6A 系列产品特有的功能，输入过压保护功能可以有效避免芯片在输入电压过高时开关工作，能有效保证器件在输入电压不稳定或者有过压尖峰时的稳定性和可靠性。

KP525208 采用优化的恒定导通时间控制的 COT 控制模式，强制脉冲宽度调制的 FPWM，使芯片在全负载范围内频率控制在 500kHz，小的输出电压纹波，快速的瞬态负载响应，满足 SOC 的各种需求。同时内部集成的电压误差积分器，提高芯片负载调整率。同时我们可以提供 PFM 模式及高频 1.2MHz (部分电流版本)等多种选择来应对不同的系统需求。内置 1% 低温漂电压基准，实现高精度输出，满足日益苛刻 SOC 供电精度的要求。

表5 | 17V/5A 性能对比汇总

LED背光驱动模块

KP512318 是一颗 4V-24V 输入，开关频率为 1MHz 的降压 LED 驱动。集成完备的保护功能，如 LED 开路，LED 短路到地，LED 两端短路，电流取样电阻开短路保护，输入过压保护，温度保护等。

图10 | KP512318X 典型应用电路

优势 1：兼容当前 PWM 调光方式，更好的调光效果

KP512318 支持模拟和 PWM 数字两种输入调光方式，调光深度最低能到 1%。输出提供模拟调光和 PWM 斩波调光两种版本，其中 PWM 转模拟输出线性度非常好。

图11 | PWM 转模拟调光电路

图12 | PWM 转模拟输出线性度

优势 2：高转换效率

内部集成 115mΩ 主开关管和 60mΩ 同步整流管，可以支持 2A 持续输出电流。100mV 超低且精确的 FB 电压，整体转换效率非常高，3 颗灯 1A 的效率为 91.2%，即使 90mA 的负载电流对应的效率也高达 89%。

图13 | KP512318 效率曲线

优势 3：低输出电流纹波

图14 | KP512318 输出电流纹波

优势 4：线性调整率表现优异

图15 | KP512318S负载调整率曲线1

图16|KP512318S负载调整率曲线2

表6 | LED 驱动方案选型表

其他模块的主推产品

01 电池管理方案

KP70311X 是一款内部集成开关管的过压过流保护芯片，可以有效避免输入电压和输入电流由于异常升高造成的后级芯片损坏。当芯片检测到输入端 IN 上的电压和电流大于保护阀值时，将快速关闭内部开关管，保护输出端 OUT 上的负载。芯片拥有特色的短路保护功能，能够检测输出端发生的异常短路情况。芯片支持过压阀值可调、过流阀值可调功能，充分满足客户各种应用场景下的定制化需求。

图17 | KP70311X 典型应用电路

KP5711XX 是一颗单通道，电流支持 3A/2A/1.5A/1A/0.6A 可调限流高精度限流保护开关，工作电压支持 2.5V 到 5.5V，可以覆盖 3.3V 和 5V 电源轨应用。可调版本提供 10% 的精准电流精度，60mΩ 内阻，较低的压降及温升。提供丰富的性能选项，如不同限流等级，不同 EN 控制电平，集成放电功能，Fault 功能，不同封装选项等。

表7 | USB 限流开关选型表

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关于必易微

深圳市必易微电子股份有限公司（股票代码：688045）是一家高性能模拟及数模混合集成电路供应商，主营产品包括 AC-DC、DC-DC、驱动 IC、保护 IC、线性稳压、电池管理、放大器、数模转换器、传感器、隔离与接口等，为消费电子、工业控制、网络通讯、数据中心、汽车电子等领域客户提供一站式芯片解决方案和系统集成。