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板级电源究竟该怎么选型芯片?(实战篇)

写在前面

REF电压基准源

分类

低噪声

初始电压精度/温度稳定性

静态电流

小结

LDO

风险1:芯片温升

风险2:瞬态响应

风险三:功耗

Buck/Boost

三个类型的DC/DC开关电源比较:

区别一:看电感值

区别2:看输出电容

区别3:看占板面积

区别4:是否有外部续流二极管

一些平时不注意的参数

开关频率和转换效率

纹波及EMI

Buck 最大占空比

Boost 输出隔离


写在前面

人们在设计板级电源时往往会有一种惯性思维:

或者选择你用过的电源芯片来建造电路;

要么直接选择公司或实验室中的一些现有模块;

但是你选择的电源器件很可能不符合你的使用场景,会造成很多问题。

当然,板级电源的设计是一个大项目,很难一下子完成。因此,这一次,我们只简要介绍了初步设计电源时常用的四种板级电源。

REF电压基准源

大多数人在设计电压基准时会下意识地忽略它,认为只要是电源,就可以作为电压基准使用REF。

先说说吧

必须提到这一点的概念:

信号链路中最重要的环节ADC、DAC所有这些都需要电压基准,这也是我们常说的

你可以如此简单地理解,信号链路就像嵌入式系统的五种感觉(视觉嗅觉、听觉和听觉……),接受来自环境或自然界的各种信号,但自然界的许多信号都是模拟量,但我们的CPU只能识别数字信号呀,那可怎么办呢?

不要害怕,我们可以通过ADC将模拟信号转换为数字信号。

转换过程需要参考电压REF的存在。

因此,我们对这个电压基准有很高的要求:

分类

那么我们在设计这些参数基准时需要注意哪些参数指标呢?

低噪声

先提一个问题:

无论是芯片内置还是插件ADC采样,你在数据手册中非常准确。

例如,当基准电压为3时,有一个24位采样芯片.3V最小分度如下图所示:

如果我在这个时候选择了一个REF芯片3325,其噪声参数如上图右侧所示。

2.5V参考输出,1mA输出电流(因为是参考电压,考电压,只要输出电流不太大)μV的噪声。

显然,这次你的采样精度只能达到16位。

初始电压精度/温度稳定性

我把这三个参数放在一起

在谈话之前,你可以下载这本手册:(请放心,我检查过中文)

LTC6655_PDF_数据手册_Datasheet_规格书 - 半导小芯

打开后,看看第一页:

静态电流

事实上,静态电流对于采样电路来说越小越好,因为外部设备可能需要正常工作一两年。当然,静态电流越小越好。

小结

综上所述,在选择电压基准源时,应符合以下要求:

  1. 首先,明确你的ADC采样需要多少精度和最小分度;
  2. 考虑你的工作环境和温度稳定性来计算这个误差,确保它在你能承受的范围内
  3. 只要噪声、初始精度和稳定性能符合要求

LDO

LDO可以说是入门电源设计中最简单的电路,但简单并不意味着没有风险。

风险1:芯片温升

都是影响芯片温升的相关参数。

请参考我的笔记:低压差线性稳压器LDO

风险2:瞬态响应

其实这应该说是的LDO芯片的参数,或收据手册中的图片。

Transient Response您可以注意到,国内117芯片的一些数据手册,很少有的数据手册中放置此测试记录。

风险3:功耗

说到功耗,不得不说静态电流。以下是四种117芯片的对比图:

当然,这与电压基准源不同。静态电流并不意味着越小越好,因为应综合考虑后载荷的驱动电流。

Buck/Boost

三个类型的DC/DC开关电源对比:

区别一:看电感值

1的电感值是47μH,而2的只需要2.2μH

同样的电流,我的电感值只有你的十分之一,体积可以大大的减小;

其次电感值越大,意味着电流要绕很多圈数,造成很大的铜损。

区别二:看输出电容

2、3明显远小于1的电容值。

区别三:看占板面积

差别更大。2、3所占空间非常小。

区别四:有无外置的续流二极管

一些平时不注意的参数

开关频率与转换效率

我们先来说说,为什么会有开关频率与转换效率这两个指标,也就是说这两个指标有啥好处或者容易被什么影响?

纹波及EMI

以前老是说纹波如何如何,但从来没有去解释过,所以这里重点介绍一下。

下图是一个非常典型的Buck电路,这类电路的基本原理就是:

这里的下管就类似于以前续流二极管所起的作用,是电感L释放自己能量的通路。

而我们的,可就没那么好运了。

寄生电感来源:PCB走线、芯片内部bond线、电容的寄生电感、MOSFET的内部走线

有着很高的 di/dt,Hot Loop 就是红色的那个环路。这个值越大,对EMI和噪声的影响也越大。

怎么解决纹波和EMI这个问题?

Buck 最大占空比

Boost 输出隔离

这段时间我正在整理我的一些个人笔记建了一个语雀的库,需要的同学可以关注一下~嵌入式硬件知识 · 语雀

 

原视频网址:电源芯片大盘点!超详细选型攻略?经典VS新兴哪个好_哔哩哔哩_bilibili

标签: 低压差稳压器内置芯片负载驱动开关稳压芯片

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