1、中国电子网 转载 中国电子论坛 欢迎光临我们的网站 如何设计一个合适的电源 对于现在一个电子系统来说 电源部分的设计也越来越重要 我想通过和大家探讨 一些自己关于电源设计的心得 来个抛砖引玉 让我们在电源设计方面能够都有所深入和长 进 Q1 如何来评估一个系统的电源需求 Answer 对于一个实际的电子系统 要认真的分析它的电源需求 不仅仅是关心输 入电压 输出电压和电流 还要仔细考虑总的功耗 电源实现的效率 电源部分对负载变化 的瞬态响应能力 关键器件对电源波动的容忍范围以及相应的允许的电源纹波 还有散热问 题等等 功耗和效率是密切相关的 效率高了 在负载功耗相同的情况下总功耗就少 对于 整
2、个系统的功率预算就非常有利了 对比LDO和开关电源 开关电源的效率要高一些 同 时 评估效率不仅仅是看在满负载的时候电源电路的效率 还要关注轻负载的时候效率水平 至于负载瞬态响应能力 对于一些高性能的CPU应用就会有严格的要求 因为当 CPU突然开始运行繁重的任务时 需要的启动电流是很大的 如果电源电路响应速度不够 造成瞬间电压下降过多过低 造成CPU运行出错 一般来说 要求的电源实际值多为标称值的 5 所以可以据此计算出允许的电 源纹波 当然要预留余量的 散热问题对于那些大电流电源和LDO来说比较重要 通过计算也是可以评估是否 合适的 Q2 如何选择合适的电源实现电路 Answer 根据分析
3、系统需求得出的具体技术指标 可以来选择合适的电源实现电路 了 一般对于弱电部分 包括了LDO 线性电源转换器 开关电源电容降压转换器和开关 电源电感电容转换器 相比之下 LDO设计最易实现 输出纹波小 但缺点是效率有可能 不高 发热量大 可提供的电流相较开关电源不大等等 而开关电源电路设计灵活 效率高 但纹波大 实现比较复杂 调试比较烦琐等等 Q3 如何为开关电源电路选择合适的元器件和参数 Answer 很多的未使用过开关电源设计的工程师会对它产生一定的畏惧心理 比如 担心开关电源的干扰问题 PCB layout问题 元器件的参数和类型选择问题等 其实只要了 中国电子网 转载 中国电子论坛 欢
4、迎光临我们的网站 解了 使用一个开关电源设计还是非常方便的 一个开关电源一般包含有开关电源控制器和输出两部分 有些控制器会将MOSFET 集成到芯片中去 这样使用就更简单了 也简化了PCB设计 但是设计的灵活性就减少了 一些 开关控制器基本上就是一个闭环的反馈控制系统 所以一般都会有一个反馈输出电 压的采样电路以及反馈环的控制电路 因此这部分的设计在于保证精确的采样电路 还有来 控制反馈深度 因为如果反馈环响应过慢的话 对瞬态响应能力是会有很多影响的 而输出部分设计包含了输出电容 输出电感以及MOSFET等等 这些的选择基本上 就是要满足一个性能和成本的平衡 比如高的开关频率就可以使用小的电感
5、值 意味着小的 封装和便宜的成本 但是高的开关频率会增加干扰和对MOSFET的开关损耗 从而效率降 低 使用低的开关频率带来的结果则是相反的 对于输出电容的ESR和MOSFET的Rds on参数选择也是非常关键的 小的ESR 可以减小输出纹波 但是电容成本会增加 好的电容会贵嘛 开关电源控制器驱动能力也要 注意 过多的MOSFET是不能被良好驱动的 一般来说 开关电源控制器的供应商会提供具体的计算公式和使用方案供工程师借 鉴的 Q4 如何调试开关电源电路 Answer 有一些经验可以共享给大家 1 电源电路的输出输出通过低阻值大功率电阻接到板内 这样在不焊电阻的情况下 可以先做到电源电路的先调
6、试 避开后面电路的影响 2 一般来说开关控制器是闭环系统 如果输出恶化的情况超过了闭环可以控制的范 围 开关电源就会工作不正常 所以这种情况就需要认真检查反馈和采样电路 特别是如果 采用了大ESR值的输出电容 会产生很多的电源纹波 这也会影响开关电源的工作的 中国电子技术信息网 简称 中国电子网 是一个专业的电子技术网站 是一个提 供全面电子信息的平台 我们以电子技术为核心 面向工程师的需求选取了大量技术文章与 资料 同时我们以信息服务为目标 为业界提供全面的最新的行业动态和市场信息 我们的宗旨是务实 求是 渊博 我们选取资料以实用为标准 坚决杜绝泛泛而谈或花 而不实的素材出现 我们立题广而不滥 每个专题都是以网友关心的具体技术来设立 我们 慎重处理每位网友的意见与需求 力求为大家提供完善的服务 www EC
